Model rotace Země kolem Slunce. Rotace Země kolem naší hvězdy

Země se v prostoru pohybuje jako kolovrátek, který se otáčí kolem sebe a zároveň se pohybuje po kruhu. Naše planeta také vykonává dva hlavní pohyby: otáčí se kolem své osy a pohybuje se kolem Slunce.

Rotace Země kolem své osy. Už jste viděli, jak se zeměkoule-Země otáčí kolem osy tyče. Naše planeta provádí takový pohyb neustále. Toho si však nevšimneme, protože s ním rotujeme my a všechna pozemská tělesa - pláně, hory, řeky, moře a dokonce i vzduch obklopující Zemi. Zdá se nám, že Země zůstává nehybná, ale Slunce, Měsíc a hvězdy se pohybují po obloze. Říkáme, že Slunce vychází na východě a zapadá na západě. Ve skutečnosti je to Země, která se pohybuje, rotuje ze západu na východ (proti směru hodinových ručiček).

V důsledku toho, rotující kolem své osy, je Země osvětlena Sluncem, nejprve na jedné, potom na druhé straně (obr. 86). Výsledkem je, že planeta zažívá den nebo noc. Země dokončí úplnou rotaci kolem své osy za 24 hodin. Toto období se nazývá pro dny. Pohyb Země kolem své osy je rovnoměrný a ani na okamžik se nezastaví.

Vlivem rotace Země kolem své osy dochází ke změně dne a noci. Naše planeta dokončí úplnou revoluci kolem své osy dovnitř den(24 hodin).

Pohyb Země kolem Slunce. Země se pohybuje kolem Slunce po oběžné dráze. Zatočí se naplno rok — 365 dní.

Podívejte se pozorně na zeměkouli. Všimnete si, že zemská osa není svislá, ale nakloněná pod úhlem. To je velmi důležité: naklonění osy, když se Země pohybuje kolem Slunce, je důvodem pro změnu ročních období. Sluneční paprsky totiž po celý rok více osvětlují buď severní polokouli (a tam jsou dny delší), nebo jižní polokouli.

V důsledku naklonění zemské osy při pohybu naší planety kolem Slunce, změna ročních období.

V průběhu roku jsou dny, kdy jedna z polokoulí, obracející se ke Slunci, je osvětlena nejvíce a druhá nejméně a naopak. To jsou dny slunovrat. Během jednoho oběhu Země kolem Slunce jsou dva slunovraty: letní a zimní. Dvakrát do roka jsou obě hemisféry osvětleny stejně (pak je délka dne na obou polokoulích stejná). To jsou dny rovnodennost.

Podívejte se na Obr. 87 a sledujte pohyb Země na oběžné dráze. Když je Země obrácena svým severním pólem ke Slunci, více osvětluje a ohřívá severní polokouli. Dny jsou delší než noci. Přichází teplé období - léto. 22. června den bude nejdelší a noc nejkratší v roce, to je den letní slunovrat . V této době Slunce osvětluje a ohřívá jižní polokouli méně. Je tam zima. Materiál z webu

za tři měsíce, 23. září, Země zaujímá polohu vzhledem ke Slunci, kdy sluneční paprsky rovnoměrně osvětlují severní i jižní polokouli. Na celé Zemi, kromě pólů, bude den roven noci (vždy 12 hodin). Tento den se nazývá den podzimní rovnodennosti. Za další tři měsíce bude jižní polokoule čelit Slunci. Tam přijde léto. Zároveň nás na severní polokouli čeká zima. 22. prosince den bude nejkratší a noc nejdelší. Tohle je den zimní slunovrat . 21. března opět budou obě hemisféry osvětleny stejně, den se bude rovnat noci. Tohle je den jarní rovnodennost .

V průběhu roku (během celé rotace Země kolem Slunce) se rozlišují dny podle osvětlení zemského povrchu:

• slunovrat - zima 22. prosince, letní 22. června;
• rovnodennost - jaro 21. března, podzimní 23. září.

V průběhu roku dostávají hemisféry Země různé množství slunečního světla a tepla. Dochází ke změně ročních období (období) roku. Tyto změny ovlivňují všechny živé organismy na Zemi.

Nenašli jste, co jste hledali? Použijte vyhledávání

Kolem Slunce se řítíme neuvěřitelnou rychlostí – asi 100 000 km/h. A každý rok, uletíme asi devět set milionů kilometrů, se vracíme do stejného bodu, odkud jsme začali tuto neuvěřitelnou cestu temnotou a vakuem vesmíru. Tři hlavní parametry: oběžná dráha Země, její rotace kolem vlastní centrální osy a sklon této pomyslné tyče, zvané precese, utvářely vzhled planety a stále utvářejí její vzhled. To znamená, že určují celý život lidstva, každou minutu každého dne během miliard let existence Země.

Ale je tu ještě čtvrtý osudový parametr, bez kterého by oběžná dráha Země, její rotace kolem centrální osy a precese postrádaly z hlediska vzniku tak neobvyklého vzhledu planety smysl, a hlavně vznik a vývoj života na něm.

Faktem je, že Země ve Sluneční soustavě zaujímá naprosto neuvěřitelnou, ideální, jedinečnou (zde by se hodil jakýkoli epiteton!) pozici, již světovou vědou nazývanou „pás zlaté lásky“. Tento pojem znamená něco ve vztahu k nebeskému tělesu, ve kterém voda zůstává v kapalném stavu, a proto je možný vznik života. Oběžná dráha Země je právě vhodně umístěna v tak pohodlné a příznivé vzdálenosti od Slunce.

Od svého zrodu naše modrá planeta na své fenomenální oběžné dráze provedla již více než čtyři miliardy otáček. A vše, kolem čeho Země prolétá a znovu a znovu se vydává na svou vesmírnou cestu, je extrémně nepřátelské prostředí. Toto je nejextrémnější cesta v dějinách lidstva.

Dráha Země kolem Slunce je velmi nebezpečná cesta, kde smrtící sluneční záření a ničivý vesmírný chlad jsou doprovázeny prudkými útoky komet a asteroidů. To nemluvě o kolosálním počtu méně pravděpodobných hrozeb. Ale i přes četná nebezpečí, která na nás na cestě čekají, je oběžná dráha Země, jak je uvedeno výše, umístěna přesně na správném místě. Ideálně správné pro vznik života. Zbytek planet ve sluneční soustavě měl mnohem méně štěstí...

Země se zrodila před více než čtyřmi miliardami let z mračen kosmického prachu a plynu, která zde zůstala po zformování Slunce a obíhala novorozenou hvězdu. Toto narození bylo těžkou zkouškou jak pro planetu samotnou, tak pro její oběžnou dráhu. Jak rostla, na mladou Zemi útočila další vesmírná tělesa – začala éra Velkých srážek, které nakonec předurčily celou uspořádanost struktury naší planetární soustavy.

Existují nezvratné důkazy, že v tomto období chaosu se jistá malá planeta také točí kolem Slunce. Výsledkem tohoto kosmického kataklyzmatu byl fenomén precese. Země se začala otáčet pod úhlem 23,5 stupně vzhledem k vertikále, což určilo takovou rozmanitost klimatických zón na planetě. Pokud by centrální osa byla kolmá k oběžné dráze, den na naší planetě by se rovnal noci. A nikdy bychom neviděli východy a západy slunce...

Už v dávných dobách si lidé při pozorování hvězdné oblohy všimli, že přes den slunce a na noční obloze - téměř všechny hvězdy - čas od času opakují svou cestu. To naznačuje, že pro tento jev existují dva důvody. Buď se vyskytuje na pozadí nehybné hvězdné oblohy, nebo se obloha otáčí kolem Země. Zdálo se, že Claudius Ptolemaios, vynikající starověký řecký astronom, vědec a geograf, tento problém vyřešil tím, že všechny přesvědčil, že Slunce a obloha se točí kolem nehybné Země. Přestože jsem to nedokázal vysvětlit, mnoho lidí se s tím smířilo.

Heliocentrický systém, založený na jiné verzi, získal své uznání dlouhým a dramatickým bojem. Giordano Bruno zemřel na hranici, postarší Galileo uznal „správnost“ inkvizice, ale „...stále se to hýbe!“

Dnes je rotace Země kolem Slunce považována za zcela prokázanou. Zejména pohyb naší planety po cirkumsolární dráze dokazuje aberace hvězdného světla a paralaktický posun s periodicitou rovnou jednomu roku. Dnes bylo zjištěno, že směr rotace Země, přesněji jejího barycentra, na oběžné dráze se shoduje se směrem její rotace kolem její osy, to znamená, že probíhá od západu k východu.

Existuje mnoho faktů, které naznačují, že Země se pohybuje vesmírem po velmi složité oběžné dráze. Rotace Země kolem Slunce je doprovázena jejím pohybem kolem její osy, precese, nutačními oscilacemi a rychlým letem společně se Sluncem po spirále uvnitř Galaxie, která také nestojí.

Rotace Země kolem Slunce, stejně jako jiných planet, probíhá po eliptické dráze. Země je proto jednou za rok 3. ledna co nejblíže Slunci a jednou, 5. července, se od něj vzdaluje na největší vzdálenost. Rozdíl mezi perihéliem (147 mil. km) a aféliem (152 mil. km) ve srovnání se vzdáleností od Slunce k Zemi je velmi malý.

Naše planeta se pohybuje po cirkumsolární dráze, dosahuje rychlosti 30 km za sekundu a oběžná dráha Země kolem Slunce je dokončena za 365 dní a 6 hodin. Toto je takzvaný hvězdný nebo hvězdný rok. Pro praktické pohodlí je zvykem počítat 365 dní v roce. „Dodatečných“ 6 hodin za 4 roky dává dohromady 24 hodin, tedy jeden den navíc. Tyto (kumulované, extra) dny se přičítají k únoru jednou za 4 roky. V našem kalendáři tedy 3 roky obsahují 365 dní a přestupný rok, čtvrtý rok, obsahuje 366 dní.

Vlastní rotační osa Země je skloněna k orbitální rovině v úhlu 66,5°. V tomto ohledu dopadají sluneční paprsky během roku na každý bod zemského povrchu pod vlivem

y rohů. V různých obdobích roku tak body v různých bodech dostávají nestejné množství světla a tepla současně. Z tohoto důvodu mají roční období v mírných zeměpisných šířkách výrazný charakter. Po celý rok přitom sluneční paprsky na rovníku dopadají na zem pod stejným úhlem, takže se tamní roční období od sebe mírně liší.

Pátá největší planeta Sluneční soustavy Země, která vznikla před 4,54 miliardami let z protoplanetárního prachu a plynu, má tvar nepravidelné koule a nejen, že obíhá kolem Slunce po oběžné dráze v podobě slabé elipsy s průměrnou rychlostí. přibližně 108 tisíc km/h, ale i kolem vlastní osy. Rotace nastává při pohledu ze severního pólu ve směru od západu k východu, nebo jinými slovy proti směru hodinových ručiček. Právě proto, že se Země otáčí kolem Slunce a zároveň kolem své vlastní osy, dochází naprosto ve všech částech této planety k periodickému střídání dne a noci a také k postupné změně čtyř ročních období.

Průměrná vzdálenost od Slunce k Zemi je přibližně 150 milionů km a rozdíl mezi nejmenší a největší vzdáleností je přibližně 4,8 milionů km, přičemž oběžná dráha Země velmi mírně mění svou excentricitu a cyklus je 94 tisíc let. Důležitým faktorem ovlivňujícím klima Země je vzdálenost mezi ní a Sluncem. Existují domněnky, že doba ledová na Zemi začala přesně v době, kdy byla v maximální možné vzdálenosti od Slunce.

"Extra" den v kalendáři

Země udělá jednu otáčku kolem své vlastní osy za přibližně 23 hodin 56 minut a jedna oběhu kolem Slunce za 365 dní a 6 hodin. Tento rozdíl v obdobích se postupně kumuluje a jednou za 4 roky se v našem kalendáři objeví den navíc (29. února) a takový rok se nazývá přestupný rok. Tento proces do jisté míry ovlivňuje i Měsíc umístěný v těsné blízkosti, pod jehož vlivem se zemská rotace postupně zpomaluje, což zase prodlužuje den zhruba o tisícinu každých 100 let.

Přichází výrazná změna klimatu

Ke změně ročních období dochází v důsledku naklonění osy rotace Země k oběžné dráze Slunce. Tento úhel je nyní 66° 33′. Přitažlivost ostatních satelitů a planet nemění úhel sklonu zemské osy, ale nutí Zemi k pohybu v kruhovém kuželu – tento proces se nazývá precese. V tuto chvíli je poloha zemské osy taková, že severní pól je naproti Polárce. Během následujících 12 tisíc let se zemská osa vlivem precese posune a bude naproti hvězdě Vega, která je jen v polovině cesty (celý cyklus precese je 25 800 let) a způsobí velmi významné klima se mění absolutně na celém povrchu Země.

Kolísání způsobující změnu klimatu Země

Dvakrát za měsíc při přechodu přes rovník a dvakrát za rok, když je Slunce ve stejné poloze, přitažlivost precese klesá a je rovna nule, načež se opět zvyšuje, tj. rychlost precese je oscilační povahy. Tyto výkyvy se nazývají nutace, maximální hodnoty dosahují v průměru jednou za 18,6 roku a z hlediska vlivu na klima zaujímají druhé místo po změně ročních období.

Krátce v rotaci Země kolem Slunce.

V astronomii je oběžná dráha Země pohyb Země kolem Slunce s průměrnou vzdáleností 149 597 870 km. Země úplně oběhne Slunce každých 365,2563666 dní (1 hvězdný rok). Při tomto pohybu se Slunce pohybuje vzhledem ke hvězdám o 1° za den (nebo průměr Slunce nebo Měsíce každých 12 hodin) na východ, jak je vidět ze Země. Zemi trvá 24 hodin, než dokončí revoluci kolem své osy, po které se Slunce vrátí do svého poledníku. Oběžná rychlost Země kolem Slunce je v průměru 30 km za sekundu (108 000 km za hodinu), což je dostatečně rychlé, aby pokrylo průměr Země (asi 12 700 km) za 7 minut nebo vzdálenost k Měsíci (384 000 km) za 4 minuty. hodiny .

Při studiu severních pólů Slunce a Země bylo zjištěno, že Země rotuje vůči Slunci proti směru hodinových ručiček. Také Slunce a Země rotují proti směru hodinových ručiček kolem svých os.

Oběžná dráha Země kolem Slunce urazí za jeden rok vzdálenost přibližně 940 milionů km.

Historie studia

Heliocentrismus je teorie, že Slunce je ve středu sluneční soustavy. Historicky je heliocentrismus v rozporu s geocentrismem, který říká, že Země je ve středu sluneční soustavy. Mikuláš Koperník představil v 16. století kompletní dílo o heliocentrickém modelu vesmíru, který se v mnohém podobal geocentrickému modelu Ptolemaia Almagesta prezentovanému ve 2. století. Tato Koperníkova revoluce tvrdila, že retrográdní pohyb planet se tak pouze zdál a nebyl zřejmý.

Dopad na Zemi

Kvůli sklonu zemské osy (také známému jako sklon ekliptiky) se během roku mění sklon dráhy Slunce na obloze (jak je vidět na zemském povrchu). Při pozorování severní šířky, kdy je severní pól nakloněn ke Slunci, můžete vidět, že se dny prodlužují a Slunce stoupá výš. Tato situace způsobí, že průměrné teploty vzrostou s tím, jak se zvýší množství slunečního záření dopadajícího na povrch. Když se severní pól vzdálí od Slunce, teploty obecně klesnou. V extrémních případech, kdy sluneční paprsky nedosáhnou polárního kruhu, nastává období úplné absence světla během dne (tento jev se nazývá polární noc). K takovým změnám klimatu (v důsledku směru naklonění zemské osy) dochází v závislosti na ročních obdobích.

Události na oběžné dráze

Podle jedné astronomické konvence jsou čtyři roční období určena slunovratem, orbitálním bodem s maximálním sklonem osy směrem ke Slunci nebo od něj a rovnodenností, při které jsou směr sklonu a směr Slunce kolmé ke každému z nich. jiný. Na severní polokouli nastává zimní slunovrat 21. prosince, letní slunovrat 21. července, jarní rovnodennost 20. března a podzimní 23. září. Sklon osy na jižní polokouli je zcela opačný než její směr na severní polokouli. Proto jsou roční období na jihu opačné než na severu.

V moderní době Země prochází perihéliem 3. ledna a aféliem 4. července (pro jiné epochy, viz precese a Milankovitchovy cykly). Změna směru Země a Slunce má za následek 6,9% nárůst sluneční energie, která dosáhne Země v perihéliu vzhledem k aféliu. Vzhledem k tomu, že jižní polokoule se nakloní ke Slunci přibližně ve stejnou dobu, kdy Země dosáhne svého nejbližšího bodu od Slunce, dostává jižní polokoule v průběhu roku o něco více sluneční energie než severní polokoule. Tento efekt je však méně významný než celková změna energie v důsledku naklonění osy: většinu přijaté energie pohltí vody jižní polokoule.

Hillova sféra (gravitační sféra vlivu) Země má poloměr 1 500 000 kilometrů. To je maximální vzdálenost, kdy je gravitační vliv Země silnější než u vzdálenějších planet a Slunce. Objekty obíhající kolem Země musí spadat do tohoto poloměru, jinak se mohou uvolnit vlivem gravitační poruchy Slunce.

Následující diagram ukazuje vztah mezi linií slunovratu a linií asp na eliptické dráze Země. Orbitální elipsa (excentricita je pro efekt přehnaná) je zobrazena na šesti snímcích Země v perihéliu (periapsis - nejbližší bod ke Slunci) od 2. do 5. ledna: březnová rovnodennost od 20. do 21. března, bod červnového slunovratu od 20. do 21. června, je zde k vidění i aphelion (apocenter - nejvzdálenější bod od Slunce) od 4. do 7. července, zářijová rovnodennost od 22. do 23. září a prosincový slunovrat od 21. do 22. prosince. Všimněte si, že diagram ukazuje přehnaný tvar oběžné dráhy Země. Ve skutečnosti není dráha oběžné dráhy Země tak excentrická, jak je znázorněno na diagramu.