Годовое и суточное движение Земли
При движении Земли вокруг Солнца воображаемая ось Земли остается все время наклоненной под углом в 66,5о к плоскости земной орбиты. Эти два фактора – наклон оси и движение Земли вокруг Солнца – приводят к смене времен года. Наклон оси обусловливает различный угол падения солнечных лучей, а следовательно, различное поступление солнечной радиации на земную поверхность и неодинаковую продолжительность дня и ночи. Со сменой времен года связана сезонная ритмика природы.
Рассмотрим положение Земли в наиболее характерные сроки. Например, наклон оси 21 марта и 23 сентября (в дни весеннего и осеннего равноденствия) оказывается нейтральным по отношению к Солнцу[3]. При этом оба полушария Земли (и северное и южное) освещены Солнцем одинаково. На всех широтах в эти сроки продолжительность дня и ночи равна 12 часам. В дни весеннего и осеннего равноденствия солнечные лучи на экваторе падают отвесно, т.е. Солнце в полдень на экваторе занимает зенитальное положение.
22 июня (день летнего солнцестояния) Земля занимает такое положение, что северный конец ее оси наклонен в сторону Солнца, при этом северное полушарие освещено максимально. Солнечные лучи падают отвесно уже не на экватор, а на северный тропик (тропик Рака), широта которого 23,5ос.ш. Таким образом, 22 июня Солнце в полдень бывает в зените над северным тропиком. На 66,5о северной широты (Северный Полярный круг) 22 июня наблюдается полярный день, т.е. Солнце ровно одни сутки не заходит за горизонт. Круглые сутки освещенными оказываются не только широта Полярного круга, но и все пространство к северу от него вплоть до Северного полюса.
|
|
|
На 66,5о южной широты (Южный Полярный круг) и к югу от него до Южного полюса 22 июня полярная ночь. В северном полушарии 22 июня является самым длинным днем в году, а в южном, наоборот, самым коротким.
22 декабря (день зимнего солнцестояния) все происходит наоборот. Солнечные лучи уже отвесно падают на южный тропик (тропик Козерога). На широте Южного Полярного круга и к югу от него – полярный день, а на широте Северного Полярного круга и к северу от него – полярная ночь. Земля расположена так, что южное полушарие больше освещено, чем северное. 22 декабря в северном полушарии самый короткий день в году, а в южном соответственно – самый длинный.
На Земном шаре можно выделить пять поясов освещенности, границами которых являются тропики и полярные круги. Тропический пояс (занимает 40% земной поверхности) характеризуется тем, что в любой его точке Солнце в полдень бывает два раза в год в зените, на самих тропиках – один; на северном тропике 22 июня, на южном – 22 декабря. В течение всего года в тропическом поясе разница между долготой дня и продолжительностью ночи незначительная, сумерки короткие. Времена года практически отсутствуют.
|
|
|
Два пояса умеренных (занимают 52% земной поверхности). Здесь имеются ощутимые контрасты в продолжительности дня и ночи в зависимости от сезона. Сумерки продолжительны. Летом Солнце находится высоко над горизонтом (особенно вблизи тропиков), хотя зенительного положения не достигает; летний день очень длинный (особенно вблизи полярных кругов), но полярного дня не бывает. Соответственно, зимой Солнце низко над горизонтом, зимний день очень короткий. Четко выражена смена четырех времен года.
Два полярных пояса занимают 8% земной поверхности. Для них характерны следующие черты: летом – полярный день, длящийся от одних суток на широте полярного круга до полугода на полюсе, соответственно, зимой – полярная ночь с аналогичной продолжительностью. Сезоны года выражены слабо: очень холодная длинная зима и короткое холодное лето.
Кроме того, что Земля вращается вокруг Солнца, она вращается еще и вокруг своей оси (суточное вращение). Направление вращения – с запада на восток, если смотреть с Полярной звезды. Один оборот вокруг своей оси Земля совершает за 23 ч. 56 мин. 4 сек. – 1 сутки). Каждая точка земной поверхности, кроме полюсов, описывает окружность в течение суток большей или меньшей величины, если считать, что ось неподвижна. В результате этого нам кажется, что небесные тела движутся с востока на запад. Экспериментальным доказательством вращения Земли вокруг оси служит опыт с маятником Фуко. С осевым вращением Земли связано несколько географических следствий:
|
|
|
1) сжатие Земли с полюсов;
2) смена дня и ночи, с которой связана суточная ритмика природы;
3) возникновение силы Кориолиса. При любом движении во вращающейся системе эта сила направлена перпендикулярно оси вращения. Благодаря силе Кориолиса, ветры умеренных широт обоих полушарий принимают преимущественно западное направление, а в тропических широтах – восточное (пассатное). Аналогичное проявление силы Кориолиса обнаруживается в направлении движения океанических вод. Кориолисовой силой объясняется и закон Бэра-Бабине, согласно которому правые берега рек северного полушария круче левых, а в южном полушарии ситуация противоположная.
Измерение времени. Календарь
Принято различать звездное время, солнечное (истинное и среднее), местное, поясное, всемирное(мировое), летнее.
|
|
|
Звездноевремя (звездные сутки) – это промежуток времени между двумя последующими кульминациями, какой-либо звезды. Кульминация - это наибольшая высота светила над горизонтом.
Истинное солнечное время – это промежуток времени между двумя последовательными кульминациями центра Солнца на одном и том же меридиане. Однако это время неудобно, т.к. продолжительность истинных солнечных суток в течение года меняется из-за неравномерного движения Земли вокруг Солнца (в перигелии Земля движется быстрее, чем в афелии). Для удобства вводят среднее солнечное время. При этом считают, что Солнце движется равномерно по орбите.
Среднее солнечное время – это промежуток времени между двумя последовательными кульминациями «среднего» Солнца на одном и том же меридиане. Местное время – время, измеренное на одном меридиане. Оно будет одинаковым для всех пунктов, лежащих на этом меридиане. Но оно тоже неудобно, т.к. местных систем счета времени столько же, сколько меридианов на Земле, т.е. бесчисленное множество. Поэтому с 1884 г. во многих странах мира стала применяться поясная система счета времени. Поверхность Земли условно разделили меридианами на 24 часовых пояса, по 15о каждый.
Поясное время – время в границах одного часового пояса. В каждом часовом поясе ставят часы по местному времени среднего меридиана. Таким образом, время в соседних поясах будет различаться на 1 час. Границы поясов проводят с учетом естественных рубежей и административно-хозяйст-венных границ. По международному соглашению начальной, нулевой (он же 24-й) часовой пояс – это пояс, по середине которого проходит нулевой (Гринвичский) меридиан. Остальным поясам в направлении на восток даны номера от 1-го до 23-го. Поясное время некоторых часовых поясов имеет особое название. Так, время нулевого пояса называют западноевропейским (лондонское время), время первого пояса – среднеевропейским (по этому времени живет большая часть Европы и Африки), второго пояса – восточноевропейским (московское время).
Территория России располагается в десяти часовых поясах (со 2-го по 11-й включительно). Москва находится во втором часовом поясе, и на всей западной части России, кроме Калининградской области, будет время 2-го часового пояса. Время 2-го часового пояса, т.е. московское время, введено и на большей части территории третьего часового пояса, в том числе и Нижегородской области. В Калининградской области время 1-го часового пояса.
Время нулевого часового пояса, т.е. местное среднее солнечное время на нулевом меридиане, называется всемирным временем. В астрономических календарях моменты большинства астрономических явлений указывают по всемирному времени. Существует формула связи всемирного времени с поясным: Тп = Тв + п, где Тп – поясное время, Тв – всемирное время, п – номер часового пояса.
В 1930 г. в целях более рационального использования дневного света в СССР было введено декретное время, согласно которому стрелки часов во всех часовых поясах СССР были переведены на 1 час вперед. С 1981 г. на летний период в нашей стране часы переводят еще на один час вперед (летнее время). На летнее время переходят также США, Канада, Австралия, большинство стран Европы. Всего более 110 государств. Однако большинство (порядка 130) стран, сейчас временем не манипулируют. В числе таких государств – Китай, Япония, Корея, Прибалтика, Скандинавия и др.
Московское время (соответствующее 2-му часовому поясу) зимой отличается от всемирного на 3 часа, а летом на 4 часа.
С введением поясного времени возникает вопрос – какой часовой пояс считать началом новых суток? Условились считать, что сутки должны начинаться в 12-ом часовом поясе, через который проходит меридиан 180о. По меридиану 180о долготы проведена линия перемены даты. По обе стороны этой линии часы и минуты совпадают, а календарные даты отличаются на одни сутки. Если движутся с запада на восток, то одним числом живут дважды, в обратном направлении одни сутки выбрасывают из счета.
Календарь – система счисления длительных промежутков времени, основанная на периодичности некоторых явлений природы (смена времен года, фаз Луны и т.п.). В истории человечества известно 3 типа календарей: лунные, солнечные, лунно-солнечные. Родина лунного календаря – Вавилон. Год в лунном календаре состоял из 12 лунных месяцев по 29 или 30 дней. Мусульманский лунный календарь существует в настоящее время в ряде арабских стран. Лунный год короче солнечного на 10 суток.
Более совершенными являются лунно-солнечные календари, в которых лунные месяцы приблизительно согласуются с солнечным годом. Год делится на 12 месяцев, каждый из которых начинался с новолуния. Для связи с солнечным годом периодически вставлялся дополнительный 13-й месяц. Такая система сохранилась до сих пор в еврейском календаре.
Первый солнечный календарь появился в Древнем Египте до н.э. Год там делился на 12 месяцев по 30 дней. В конце года добавляли еще 5 дней – таким образом, в году получалось 365 суток. Современный солнечный календарь ведет историю с древних римлян. Римский государственный деятель Юлий Цезарь предложил считать 3 года по 365 суток, а каждый четвертый – по 366 суток. Такой календарь называют юлианским. Годы в 365 суток называют простыми, в 366 – високосными. В феврале високосного года 29 дней, простого – 28 дней.
Юлианский календарь тоже имел неточность и с течением времени запаздывал все больше и больше. Поэтому в XVI в. глава католической церкви папа Григорий XIII ликвидировал эту неточность. По его предложению «вековые годы», оканчивающиеся на два нуля, являются високосными в том случае, если они делятся на 400. Следовательно, 1600-1 год – високосный, 1700-й, 1800-й, 1900-й – простые, а 2000-й год снова високосный. Такая система стала называться григорианским календарем, или новым стилем. Этот календарь введен в большинстве европейских стран. В нашей стране перешли на новый стиль только в 1918 г. (к этому году расхождение юлианского и григорианского календарей составляло 13 суток, поэтому вместо 1 февраля 1918 г. стали считать 14 февраля 1918 г.).
Дата добавления: 2019-02-13; просмотров: 99; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!