3.2. Jordens rotation runt sin axel

Jorden roterar runt sin axel från väst till öst, det vill säga moturs, om man ser jorden från Polstjärnan (från Nordpolen). I det här fallet är vinkelhastigheten för rotation, det vill säga vinkeln med vilken någon punkt på jordens yta roterar, densamma och uppgår till 15 ° per timme. Linjär hastighet beror på latitud: vid ekvatorn är den högst - 464 m / s, och de geografiska polerna är fixerade.

Det huvudsakliga fysiska beviset på jordens rotation runt sin axel är experimentet med Foucaults svängande pendel. Efter att den franske fysikern J. Foucault genomfört sitt berömda experiment i Pantheon i Paris 1851, blev jordens rotation runt sin axel en obestridlig sanning. Fysiska bevis på jordens axiella rotation är också mätningen av 1° meridianbågen, som är 110,6 km nära ekvatorn och 111,7 km nära polerna (fig. 15). Dessa mätningar bevisar jordens komprimering vid polerna, och den är karakteristisk endast för roterande kroppar. Och slutligen, det tredje beviset är fallande kroppars avvikelse från lodlinjen på alla breddgrader, förutom polerna (Fig. 16). Anledningen till denna avvikelse beror på att de bibehålls genom tröghet av en högre linjär hastighet hos punkten MEN(på höjden) jämfört med punkt PÅ(nära jordens yta). Fallande föremål avböjs på jorden mot öster eftersom den roterar från väst till öst. Storleken på avvikelsen är maximal vid ekvatorn. Vid polerna faller kroppar vertikalt, utan att avvika från jordens axels riktning.

Den geografiska betydelsen av jordens axiella rotation är exceptionellt stor. Först och främst påverkar det jordens figur. Kompressionen av jorden vid polerna är resultatet av dess axiella rotation. Tidigare, när jorden roterade med en högre vinkelhastighet, var den polära sammandragningen mer signifikant. Förlängningen av dagen och, som ett resultat, en minskning av ekvatorialradien och en ökning av den polära, åtföljs av tektoniska deformationer av jordskorpan (fel, veck) och en omstrukturering av jordens makrorelief.

En viktig konsekvens av jordens axiella rotation är avböjningen av kroppar som rör sig i ett horisontellt plan (vindar, floder, havsströmmar, etc.). från deras ursprungliga riktning: på norra halvklotet - rätt, i södra till vänster(detta är en av tröghetskrafterna, kallad Coriolis-acceleration för att hedra den franska vetenskapsmannen som först förklarade detta fenomen). Enligt tröghetslagen strävar varje rörlig kropp efter att hålla riktningen och hastigheten för sin rörelse i världsrymden oförändrad (fig. 17). Avvikelse är resultatet av att kroppen deltar samtidigt i både translationella och roterande rörelser. Vid ekvatorn, där meridianerna är parallella med varandra, ändras inte deras riktning i världsrymden under rotation och avvikelsen är noll. Mot polerna ökar avvikelsen och blir störst vid polerna, eftersom varje meridian där ändrar sin riktning i rymden med 360° per dag. Corioliskraften beräknas med formeln F = m x 2ω x υ x sin φ, där F är Corioliskraften, tär massan av den rörliga kroppen, ω är vinkelhastigheten, υ är den rörliga kroppens hastighet, φ är den geografiska latituden. Manifestationen av Coriolis-kraften i naturliga processer är mycket varierande. Det är på grund av det som virvlar av olika skala uppstår i atmosfären, inklusive cykloner och anticykloner, vindar och havsströmmar avviker från gradientriktningen, vilket påverkar klimatet och genom det den naturliga zonaliteten och regionaliteten; asymmetrin hos stora floddalar är förknippad med det: på norra halvklotet, många floder (Dnepr, Volga, etc.) av denna anledning är de högra stränderna branta, de vänstra är milda och vice versa på södra halvklotet.

Jordens rotation är förknippad med en naturlig tidsenhet - dag och pågår förändringen av natt och dag. Dagarna är strålande och soliga. siderisk dagär tidsintervallet mellan två på varandra följande övre kulminationer av stjärnan genom meridianen för observationspunkten. Under en siderisk dag gör jorden ett fullständigt varv runt sin axel. De är lika med 23 timmar 56 minuter 4 sekunder. Sideriska dagar används i astronomiska observationer. riktig soldag- tidsintervallet mellan två på varandra följande övre kulminationer av solens centrum genom meridianen för observationspunkten. Längden på en riktig soldag varierar under året, främst på grund av jordens ojämna rörelse i en elliptisk bana. Därför är de också obekväma för att mäta tid. För praktiska ändamål använder de genomsnittliga soldagar. Medelsoltiden mäts av den så kallade medelsolen - en imaginär punkt som rör sig likformigt längs ekliptikan och gör ett helt varv per år, som den sanna solen. Det genomsnittliga soldygnet är 24 timmar. De är längre än stjärna, eftersom jorden roterar runt sin axel i samma riktning som den kretsar runt solen med en vinkelhastighet på cirka 1° per dag. På grund av detta rör sig solen mot stjärnornas bakgrund, och jorden måste fortfarande "vända" med cirka 1 ° så att solen "kommer" till samma meridian. Sålunda, under en soldag, roterar jorden ungefär 361°. För att omvandla sann soltid till att betyda soltid införs en ändring - den sk tidsekvation. Dess maximala positiva värde är +14 min den 11 februari, det största negativa värdet är -16 min den 3 november. Början av den genomsnittliga soldagen tas som ögonblicket för medelsolens lägre klimax - midnatt. Denna tidräkning kallas civil tid.

I vardagen är den genomsnittliga soltiden också obekväm att använda, eftersom den är olika på varje meridian, den lokala tiden. Till exempel, på två angränsande meridianer ritade med intervaller på 1°, skiljer sig den lokala tiden med 4 minuter. Närvaron på olika ställen liggande på olika meridianer av sin egen lokala tid ledde till många olägenheter. Därför antogs vid den internationella astronomiska kongressen 1884 en zonredovisning av tiden. För att göra detta delades hela ytan av jordklotet in i 24 tidszoner, 15 ° vardera. Bakom standard tid den lokala tiden för mittmeridianen för varje bälte tas. För att konvertera lokal tid till zontid och vice versa finns det en formel T n – m = N – λ °, var T P - standard tid, m - lokal tid, N- antalet timmar lika med bältets antal, λ ° är longitud uttryckt i timmar. Nollbältet (aka 24:e) är det i mitten av vilket nollmeridianen (Greenwich) löper. Hans tid tas som universell tid. Genom att känna till universell tid är det lätt att beräkna standardtid med formeln T n = T 0 + N, var T 0 - universell tid. Bältena räknas österut. I två närliggande zoner skiljer sig standardtiden med exakt 1 timme. För enkelhetens skull dras tidszonsgränser på land inte strikt längs meridianer, utan längs naturliga gränser (floder, berg) eller statliga och administrativa gränser.

I ett antal länder flyttas tiden fram med en timme endast för sommaren. I Ryssland, sedan 1981, för perioden april till oktober, sommartid på grund av förflyttning av tid ytterligare en timme framåt jämfört med förlossningen. Så på sommaren motsvarar tiden i Moskva faktiskt den lokala tiden på meridianen 60 ° Ö. e. Tiden då invånarna i Moskva och den andra tidszonen där den är belägen bor kallas Moskva. Enligt Moskva-tiden i vårt land är tåg och flyg schemalagda, tiden är markerad på telegram.

I mitten av det tolfte bältet, ungefär längs 180° meridianen, 1884 en internationella datumlinjen. Detta är en villkorlig linje på jordklotet, på båda sidor av vilken timmar och minuter sammanfaller, och kalenderdatum skiljer sig med en dag. Till exempel, på nyårsafton klockan 0000 timmar, väster om denna linje är redan 1 januari det nya året, och österut - bara 31 december i det gamla året. När de passerar gränsen för datum från väst till öst i räkningen av kalenderdagar, återvänder de för en dag sedan, och från öst till väst hoppas en dag över i räkningen av datum.

Förändringen av dag och natt skapar daglig rytm i levande och livlös natur. Den dagliga rytmen är förknippad med ljus- och temperaturförhållanden. Det dagliga temperaturförloppet, dag- och nattvindar etc. är välkända.Den levande naturens dagliga rytm manifesteras mycket tydligt. Det är känt att fotosyntes endast är möjlig under dagen, i närvaro av solljus, att många växter öppnar sina blommor vid olika tider. Beroende på tiden för aktivitetens manifestation kan djur delas in i nattliga och dygnsaktiva: de flesta av dem är vakna under dagen, men många (ugglor, fladdermöss, nattfjärilar) är i nattens mörker. Människolivet fortsätter också i en daglig rytm.

Ris. 18. Skymning och vita nätter

Perioden med mjuk övergång från dagsljus till nattmörker och tillbaka kallas skymning. PÅ de är baserade på ett optiskt fenomen som observeras i atmosfären före soluppgången och efter solnedgången, när den fortfarande (eller redan) befinner sig under horisontlinjen, men lyser upp himlen, från vilken ljus reflekteras. Skymningens varaktighet beror på solens deklination (solens vinkelavstånd från planet för den himmelska ekvatorn) och observationsplatsens geografiska latitud. Vid ekvatorn är skymningen kort och ökar med latitud. Det finns tre perioder av skymning. Civil skymning observeras när solens centrum störtar under horisonten grunt (i en vinkel på upp till 6 °) och under en kort tid. Detta är faktiskt Vita nätter, när kvällsgryningen sammanfaller med morgongryningen. På sommaren observeras de på breddgrader på 60° eller mer. Till exempel / i St. Petersburg (latitud 59 ° 56 "N) varar de från 11 juni till 2 juli, i Archangelsk (64 ° 33" N) - från 13 maj till 30 juli. Navigationsskymning observeras när solskivans centrum störtar under horisonten med 6–12°. Samtidigt är horisontlinjen synlig, och från fartyget är det möjligt att bestämma vinkeln på stjärnorna ovanför den. Och slutligen astronomisk skymning observeras när mitten av solskivan sjunker under horisonten med 12–18°. Samtidigt hindrar gryningen på himlen fortfarande astronomiska observationer av svaga stjärnor (fig. 18).

Jordens rotation ger två fasta punkter - geografiska poler(skärningspunkter för jordens imaginära rotationsaxel med jordens yta) - och låter dig därmed bygga ett rutnät av paralleller och meridianer. Ekvator(lat. ekvatorn - equalizer) - skärningslinjen mellan jordklotet och ett plan som passerar genom jordens centrum vinkelrätt mot dess rotationsaxel. Paralleller(gr. paralleller - går sida vid sida) - skärningslinjerna för jordens ellipsoid med plan parallella med ekvatorns plan. meridianer(lat. meridlanus - middagstid) - skärningslinjerna för jordens ellipsoid av plan som passerar genom båda dess poler. Längden på 1° meridian är i genomsnitt 111,1 km.