Pământul se rotește în jurul axei sale de la vest la est, adică în sens invers acelor de ceasornic, dacă privești pământul din Steaua Nordului (de la Polul Nord). În acest caz, viteza unghiulară de rotație, adică unghiul cu care se rotește orice punct de pe suprafața Pământului, este aceeași și se ridică la 15 ° pe oră. Viteza liniară depinde de latitudine: la ecuator este cea mai mare - 464 m / s, iar polii geografici sunt fix.
Principala dovadă fizică a rotației Pământului în jurul axei sale este experimentul cu pendulul oscilant al lui Foucault. După ce fizicianul francez J. Foucault a efectuat faimosul său experiment în Panteonul din Paris în 1851, rotația Pământului în jurul axei sale a devenit un adevăr incontestabil. Dovada fizică a rotației axiale a Pământului este și măsurarea arcului de meridian de 1°, care se află la 110,6 km lângă ecuator și la 111,7 km lângă poli (Fig. 15). Aceste măsurători dovedesc comprimarea Pământului la poli și este caracteristică doar corpurilor în rotație. Și în sfârșit, a treia dovadă este abaterea corpurilor în cădere de la plumb la toate latitudinile, cu excepția polilor (Fig. 16). Motivul acestei abateri se datorează reținerii lor prin inerție a unei viteze liniare mai mari a punctului DAR(la înălțime) față de punct LA(aproape de suprafața pământului). Obiectele care cad sunt deviate pe Pământ spre est, deoarece acesta se rotește de la vest la est. Mărimea abaterii este maximă la ecuator. La poli, corpurile cad vertical, fără a se abate de la direcția axei pământului.
Semnificația geografică a rotației axiale a Pământului este excepțional de mare. În primul rând, afectează figura Pământului. Comprimarea Pământului la poli este rezultatul rotației sale axiale. Anterior, când Pământul se rotea cu o viteză unghiulară mai mare, contracția polară era mai semnificativă. Prelungirea zilei și, ca urmare, o scădere a razei ecuatoriale și o creștere a celei polare este însoțită de deformații tectonice ale scoarței terestre (falii, pliuri) și o restructurare a macroreliefului Pământului.
O consecință importantă a rotației axiale a Pământului este devierea corpurilor care se deplasează în plan orizontal (vânt, râuri, curenți marini etc.). din direcția lor inițială: în emisfera nordică - dreapta,în sud La stânga(aceasta este una dintre forțele inerției, numită accelerație Coriolis în onoarea savantului francez care a explicat pentru prima dată acest fenomen). Conform legii inerției, fiecare corp în mișcare se străduiește să mențină neschimbată direcția și viteza mișcării sale în spațiul mondial (Fig. 17). Deviația este rezultatul faptului că corpul participă simultan atât la mișcările de translație, cât și la cele de rotație. La ecuator, unde meridianele sunt paralele între ele, direcția lor în spațiul mondial nu se schimbă în timpul rotației, iar abaterea este zero. Spre poli, deviația crește și devine cea mai mare la poli, deoarece acolo fiecare meridian își schimbă direcția în spațiu cu 360 ° pe zi. Forța Coriolis este calculată prin formula F = m x 2ω x υ x sin φ, unde F este forța Coriolis, t este masa corpului în mișcare, ω este viteza unghiulară, υ este viteza corpului în mișcare, φ este latitudinea geografică. Manifestarea forței Coriolis în procesele naturale este foarte diversă. Din această cauză în atmosferă apar vârtejuri de diferite scări, inclusiv cicloni și anticicloni, vânturile și curenții marini se abat de la direcția gradientului, influențând clima și prin aceasta zonalitatea și regionalitatea naturală; i se asociază asimetria văilor mari ale râurilor: în emisfera nordică, multe râuri (Dnepr, Volga etc.) din acest motiv, malurile drepte sunt abrupte, cele stângi blânde și invers în emisfera sudică.
Rotația Pământului este asociată cu o unitate naturală de măsură a timpului - zi si merge mai departe schimbarea zilei și a nopții. Zilele sunt stelare și însorite. zi siderale este intervalul de timp dintre două culmi superioare succesive ale stelei prin meridianul punctului de observație. În timpul unei zile siderale, Pământul face o revoluție completă în jurul axei sale. Ele sunt egale cu 23 ore 56 minute 4 secunde. Zilele siderale sunt folosite în observațiile astronomice. adevărata zi solară- intervalul de timp dintre două culmi superioare succesive ale centrului Soarelui prin meridianul punctului de observare. Durata unei adevărate zile solare variază de-a lungul anului, în primul rând datorită mișcării inegale a Pământului pe o orbită eliptică. Prin urmare, sunt, de asemenea, incomode pentru măsurarea timpului. În scopuri practice, ei folosesc zile solare medii. Timpul solar mediu este măsurat de așa-numitul Soare mediu - un punct imaginar care se mișcă uniform de-a lungul eclipticii și face o revoluție completă pe an, ca Soarele adevărat. Ziua solară medie este de 24 de ore. Sunt mai lungi decât cele stelare, deoarece Pământul se rotește în jurul axei sale în aceeași direcție în care orbitează în jurul Soarelui cu o viteză unghiulară de aproximativ 1 ° pe zi. Din această cauză, Soarele se mișcă pe fundalul stelelor, iar Pământul trebuie încă să se „întoarcă” cu aproximativ 1 °, astfel încât Soarele să „vină” la același meridian. Astfel, într-o zi solară, Pământul se rotește cu aproximativ 361 °. Pentru a converti timpul solar adevărat în timpul solar mediu, se introduce un amendament - așa-numitul ecuația timpului. Valoarea sa maximă pozitivă este de +14 min pe 11 februarie, cea mai mare valoare negativă este -16 min pe 3 noiembrie. Începutul zilei solare medii este luat ca momentul punctului culminant inferior al Soarelui mediu - miezul nopții. Acest număr de timp este numit timp civil.
În viața de zi cu zi, timpul solar mediu este, de asemenea, incomod de utilizat, deoarece este diferit pe fiecare meridian, ora locală. De exemplu, pe două meridiane învecinate trasate la intervale de 1°, ora locală diferă cu 4 minute. Prezența în diferite puncte situate pe diferite meridiane ale propriei ore locale a dus la multe inconveniente. Prin urmare, la Congresul Astronomic Internațional din 1884, a fost adoptată un raport de zonă a timpului. Pentru a face acest lucru, întreaga suprafață a globului a fost împărțită în 24 de fusuri orare, câte 15 ° fiecare. In spate timp standard se ia ora locală a meridianului mijlociu al fiecărei centuri. Pentru a converti ora locală în ora fusă și invers, există o formulă T n – m = N – λ °, Unde T P - timp standard, m - ora locală, N- numărul de ore egal cu numărul centurii, λ ° este longitudinea exprimată în ore. Centura zero (alias a 24-a) este cea în mijlocul căreia trece meridianul zero (Greenwich). Timpul lui este luat ca timp universal. Cunoscând timpul universal, este ușor să calculați timpul standard folosind formula T n = T 0 + N, Unde T 0 - timpul universal. Centurile sunt numărate spre est. În două zone învecinate, ora standard diferă cu exact 1 oră. Pentru comoditate, limitele fusului orar pe uscat nu sunt trasate strict de-a lungul meridianelor, ci de-a lungul granițelor naturale (râuri, munți) sau granițelor de stat și administrative.
|
|
În țara noastră, ora standard a fost introdusă la 1 iulie 1919. Rusia este situată în zece fusuri orare: de la al doilea până la al unsprezecelea. Cu toate acestea, pentru a folosi mai rațional lumina zilei vara în țara noastră în 1930, un decret special de guvern a introdus așa-numitul timpul de maternitate,înainte de ora standard cu 1 oră. Deci, de exemplu, Moscova se află în mod oficial în al doilea fus orar, unde ora standard este calculată în funcție de ora locală a meridianului 30 ° E. Dar, de fapt, ora de iarnă la Moscova este stabilită în funcție de ora celui de-al treilea fus orar, corespunzătoare orei locale pe meridianul 45 ° E. e. O astfel de „relocare” operează în toată Rusia, cu excepția regiunii Kaliningrad, ora în care de fapt corespunde celui de-al doilea fus orar. |
|
Orez. 17. Abaterea corpurilor care se deplasează de-a lungul meridianului, în emisfera nordică - la dreapta, în emisfera sudică - la stânga |
Într-un număr de țări, ora este înaintată cu o oră doar pentru vară. În Rusia, din 1981, pentru perioada aprilie-octombrie, ora de vara datorita transferului de timp pentru inca o ora inainte fata de maternitate. Astfel, vara, ora din Moscova corespunde de fapt cu ora locală pe meridianul de 60 ° E. e. Ora la care locuiesc locuitorii Moscovei și al doilea fus orar în care se află este numit Moscova. Conform orei Moscovei în țara noastră, sunt programate trenuri și avioane, ora este marcată pe telegrame.
La mijlocul centurii a douăsprezecea, aproximativ de-a lungul meridianului de 180 °, în 1884 a linie de dată internațională. Aceasta este o linie condiționată de pe suprafața globului, pe ambele părți ale cărei ore și minute coincid, iar datele calendaristice diferă cu o zi. De exemplu, în ajunul Anului Nou la ora 0000, la vest de această linie este deja 1 ianuarie a noului an, iar la est - doar 31 decembrie a anului vechi. La trecerea graniței de date de la vest la est în numărarea zilelor calendaristice, se întorc cu o zi în urmă, iar de la est la vest se omite o zi în numărarea datelor.
Schimbarea zilei și a nopții creează ritmul zilnicîn natura vie și neînsuflețită. Ritmul zilnic este asociat cu condițiile de lumină și temperatură. Sunt binecunoscute cursul zilnic al temperaturii, adierele de zi și noapte etc.. Se manifestă foarte clar ritmul zilnic al naturii vii. Se știe că fotosinteza este posibilă doar în timpul zilei, în prezența luminii solare, că multe plante își deschid florile la ore diferite. În funcție de momentul manifestării activității, animalele pot fi împărțite în nocturne și diurne: majoritatea sunt treji în timpul zilei, dar multe (bufnițe, lilieci, fluturi de noapte) se află în întunericul nopții. Viața umană se desfășoară și ea într-un ritm zilnic.
Orez. 18. Amurg și nopți albe
Se numește perioada de tranziție lină de la lumina zilei la întunericul nopții și înapoi amurg. LA se bazează pe un fenomen optic observat în atmosferă înainte de răsărit și după apus, când se află încă (sau deja) sub linia orizontului, dar luminează cerul, din care se reflectă lumina. Durata crepusculului depinde de declinarea Soarelui (distanța unghiulară a Soarelui față de planul ecuatorului ceresc) și de latitudinea geografică a locului de observație. La ecuator, amurgul este scurt, crescând cu latitudinea. Există trei perioade de amurg. Amurgul civil sunt observate atunci când centrul Soarelui se afundă sub orizont superficial (la un unghi de până la 6 °) și pentru o perioadă scurtă de timp. Acesta este de fapt Nopti albe, când zorii serii converg cu zorii dimineții. Vara sunt observate la latitudini de 60° sau mai mult. De exemplu / în Sankt Petersburg (latitudine 59 ° 56 "N) durează din 11 iunie până pe 2 iulie, în Arhangelsk (64 ° 33" N) - din 13 mai până pe 30 iulie. Amurg navigațional sunt observate atunci când centrul discului solar plonjează sub orizont cu 6–12°. În același timp, linia orizontului este vizibilă, iar de pe navă este posibil să se determine unghiul stelelor deasupra acesteia. Și, în sfârșit amurg astronomic sunt observate atunci când centrul discului solar se scufundă sub orizont cu 12–18°. În același timp, zorii de pe cer încă împiedică observațiile astronomice ale stelelor slabe (Fig. 18).
Rotația Pământului dă două puncte fixe - poli geografici(puncte de intersecție a axei imaginare de rotație a Pământului cu suprafața pământului) - și vă permite astfel să construiți o rețea de paralele și meridiane. Ecuator(lat. ecuator - egalizator) - linia de intersecție a globului cu un plan care trece prin centrul Pământului perpendicular pe axa de rotație a acestuia. Paralele(gr. paraleli - mergând unul lângă altul) - liniile de intersecție ale elipsoidului pământului cu plane paralele cu planul ecuatorului. meridiane(lat. meridlanus - amiază) - liniile de intersecție ale elipsoidului pământului prin planuri care trec prin ambii poli. Lungimea meridianului de 1° este în medie de 111,1 km.
