Dünya dönüşü. Dünyanın güneş ve ekseni etrafındaki dönüşü
Dünyanın dönme ekseninin hareketleri
Dünyanın kendi ekseni etrafında dönmesi fikri ilk olarak ünlü antik Yunan filozof Efesli Herakleitos (MÖ 6. yüzyılın sonu - MÖ 5. yüzyılın başı) tarafından 500 civarında ifade edildi. M.Ö.
Dünyanın kendi ekseni etrafında dönüşü, özellikle birçok fenomen tarafından kanıtlanmıştır:
· İlk olarak Fransız fizikçi Foucault tarafından 1851'de gösterilen, Foucault sarkacının salınım düzleminin dönüşü;
kutuplarda Dünya'nın sıkışması;
gece ve gündüz değişimi.
Gece ve gündüzün değişimi, Dünyanın dönüşü ile açıklanır ve mevsimlerin değişimi, aynı anda hareket eden üç koşulla açıklanır:
dünyanın güneş etrafındaki dönüşü;
Dünya'nın dönme ekseninin yörünge düzlemine eğimi;
uzayda eksen yönünün korunması.
Şekil 1.19. Foucault'nun Paris Pantheon'daki sarkacı
1851'de Fransız fizikçi J. Foucault (1819-1868), Dünya'nın günlük dönüşünü açıkça gösterdi. Sarkacı 67m uzunluğunda sabitledikten ve dikeyden yuvarlak bir ölçeğe kadar saptırdıktan sonra serbest bıraktı (Şekil 1.19). Yerçekiminin etkisi altında sarkaç sallanmaya başladı ve sarkacın salınımı yıldızlara göre her zaman aynı düzlemde gerçekleşti. Bununla birlikte, gözlemciler için sarkaç, Dünya'nın dönüş yönünün tersi yönünde çevresel bir ölçekte hareket ediyor gibi görünüyordu. Bir gün sonra sarkaç oku orijinal konumunu aldı.
Dünya kendi ekseni etrafında döner ve bir tane yapar tam dönüş Güneş'e göre 24 saat 3 dakika 56.5554 saniye (ortalama güneş günü) veya yıldızlara göre 23 saat 56 dakika 4.09 saniye (yıldız günü). Güneş'in hareket ettiği yönde gerçekleşen herhangi bir harekete doğrudan, ters yönde gerçekleşen herhangi bir harekete ise ters denildiğini unutmayın. Dünyanın kendi ekseni etrafındaki dönüşü doğrudan bir harekettir ve tüm armatürlerin görünen günlük hareketi bunun tersidir.
Dünyanın dönme ekseni yörünge düzlemine 66,5° eğimlidir. Bin yıl ölçeğinde, bu açı periyodik olarak değişir. Şu anda yılda 0,47² azalmaktadır. Dünya, Güneş'in etrafında dönerken dönme ekseni kendisine paralel kalır. arasındaki açı dünyanın ekseni ve yörünge düzlemine dik şimdi 23°26.5¢.
Dönme ekseninin yörünge düzlemine eğimi, farklı alanlar tarafından alınan güneş ısısı miktarında periyodik (mevsimsel) bir değişikliğe yol açar. yeryüzü gezegen güneş merkezli bir yörüngede hareket ettiğinde.
Dünyanın dönme ekseninin konumu, ne uzayda ne de kendi gövdesinde değişmeden kalmaz. 123g'de. M.Ö. Astronominin kurucularından biri olan antik Yunan bilim adamı Hipparchus (yaklaşık MÖ 180-125), ekinoksların presesyonu veya presesyon (Latince praecessio - beklentiden) fenomenini keşfetti. 1755 yılında İngiliz gökbilimci James Bradley (1693-1762), Dünya'nın dönme ekseninin nütasyon olgusunu keşfetti. İngiliz astronom ve jeofizikçi E. Halley (1656-1742) tarafından 1695'te keşfedildikten sonra, Dünya'nın günlük dönüş hızının sabitliği hakkındaki şüpheler ortaya çıktı. ayın laik ivmesi. Gelgit sürtünmesinin etkisi altında Dünya'nın dönüşünün laik bir yavaşlaması fikri ilk olarak 1755'te I. Kant tarafından ifade edildi.
Geçen yüzyılın ikinci yarısında, Dünya'nın dönüş hızındaki ve coğrafi kutupların hareketindeki düzensiz dalgalanmalara dair kanıtlar ortaya çıktı. O zamandan beri, Dünya'nın düzensiz hareketi ve kutupların hareketi düzenli olarak izlendi.
Güneş ve Ay'ın dünyanın ekseninin uzaydaki konumu üzerindeki birleşik rahatsız edici eyleminde, ay-güneş devinimi ve ay-güneş nütasyonu ayırt edilir.
Dünyanın ekseninin, ters hareket yönündeki yılların sayısı ile orantılı olan 50,3² katsayılı seküler hareketine lunisolar presesyon, dünya ekseninin boylam ve enlemdeki periyodik salınımlarına lunisolar nutation denir. boylam ve enlemde.
Şekil 1.20'de - S, Güneş'in konumudur, Dünya'nın kütle merkezi O noktasında, A ve B noktaları Dünya'nın ekvatorunda bulunur. Şekilden de anlaşılacağı üzere SA
Şekil 1.20. Dünyanın dönme ekseninin presesyonu
Aslında, presesyonun anlık açısal hızı iki bölümden oluşur: birincisi Güneş'in çekim kuvvetlerinin momentinden kaynaklanır, ikincisi Ay'dan kaynaklanır. Bu kümülatif etkinin bir sonucu olarak, Dünya'nın anlık dönüş ekseni, uzayda açıklanır. ters yön ekliptik kutbu etrafında 23°27¢ açıklığı olan dairesel bir koni (Şek. 1.20). Presesyon dönemi 25.800 yıldır.
Presesyon fenomeni için dinamik bir açıklama I. Newton tarafından Doğa Felsefesinin Matematiksel İlkeleri'nde (1687) verildi. Elipsoidal Dünya'nın ay-güneş çekiminden kaynaklanan presesyon bileşenini, Dünya'nın kutupsal oblateliğinin 1/230 olduğunu varsayarak yılda 68² olarak tahmin etti. P. Laplace'ın daha sonra belirttiği gibi, 1/300'lük bir polar sıkıştırma için, I. Newton'un formülleri, hesaplamaların doğruluğu dahilinde gerçek değeriyle çakışan 53.6²'lik bir presesyon değeri verir. Fransız gökbilimci J.L. tarafından titiz bir presesyon teorisi oluşturuldu. Delambre (1749-1822).
Ekinoksların başlangıcı, göksel ekvatorun armatürlerin günlük hareketi yönünde dönmesine ve ekinoks noktalarının ekinoksların anlarını daha erken hale getirerek ekliptik boyunca Güneş'in görünen yıllık hareketine doğru hareket etmesine yol açar ( tahmin ediyor). Bu nedenle tropikal yıl, yıldız yılından neredeyse 20 dakika daha kısadır.
Yavaş presesyon hareketine ek olarak, Dünya'nın dönme ekseni de, ana harmonikleri 13.7 gün, 27.6 gün, 6 ay, 1 yıl, 18.6 yıllık periyotlara sahip periyodik nütasyon (Latince nutatio - salınımdan) hareketler yaşar. Nutasyon hareketinin bir sonucu olarak, dönme ekseni uzaydaki karmaşık döngüleri tanımlar (Şekil 1.21). 18,6 yıllık periyodu olan bir harmonik maksimum » 9² genliğe sahiptir. Diğer nütasyon harmonikleri daha küçük genliklere sahiptir.
18,6 yıllık periyodu olan hareket bir elips içinde gerçekleşir. Elipsin ana ekseni, presesyon hareketinin yönüne diktir ve 18.4²'ye eşittir ve küçük eksen buna paraleldir ve 13.7²'ye eşittir (Şekil 1.23).
Ay düğümlerinin hareket dönemiyle tam olarak örtüşen 18.6 yıllık bir süreye sahip dünya ekseninin nütasyonel hareketi 1748'de keşfedildi. J. Bradley. Dinamik nütasyon teorisi 1749'da geliştirildi. J. Delambre.
Şekil 1.21. 1983'ten 1998'e kadar Dünya'nın dönme ekseninin nütasyonu (devinimsel hareket hariç)
Şekil 1.21'de nütasyon hareketi iki bileşene ayrıştırılmıştır: - boylamda nütasyon ve - eğimde nütasyon. 18.6 yıllık bir periyodu olan ana nütasyon harmoniği, ay yörüngesinin düzleminin dönüşü ile belirlenir. Daha küçük döngüler, Dünya ve Ay'ın yörüngelerinin eliptik olması, Ay'ın yörüngesinin ekliptik'e eğimi ve bir dizi başka nedenden kaynaklanır.
2000 yılında Uluslararası Astronomi Birliği (IAU) tarafından kabul edilen nütasyon teorisi, 2 gün ile 18,6 yıl arasında değişen periyotlarla yaklaşık 1.500 harmoniği içermektedir. MAC 2000 teorisi, 1 Ocak 2003 tarihinden itibaren tüm kullanıcılar tarafından astronomik hesaplamalarda uygulanmalıdır. Navigasyon sistemlerini (GPS, GLONASS ve gelecekte GALILEO) kullanarak Dünya yüzeyindeki koordinatları belirleyen herhangi bir kişi, genellikle bilmeden, kabul edilen nütasyon teorisini kullanır.
Öte yandan, astrometri, jeodezi ve navigasyonun uygulamalı problemlerini çözmenin yanı sıra, nütasyon teorisi, kişinin Dünya'nın derinliklerine bakmasına ve temel soruları yanıtlamasına izin verir: çekirdek-manto sınırının sıkışmasını, değerini tahmin etmek. sıvı çekirdeğin viskozitesinin, katı çekirdeğin dönüş hızının, değerin manyetik alançekirdekte, mantonun viskozitesi.
Nutasyon şu anda ekstragalaktik radyo kaynaklarının gözlemlerine dayanan çok uzun temel radyo interferometreleri (VLBI) kullanılarak araştırılmaktadır (Şekil 1.22).
Şek.1.22. VLBI yöntemi
VLBI kullanmanın prensibi, kuasarlardan gelen sinyallerin radyo teleskoplarının antenlerine gönderilmesi gerçeğine dayanmaktadır. uzun mesafe, aynı anda değil, baz noktalardan kuasar'a olan mesafelerdeki fark nedeniyle biraz gecikmeyle varır. Zamanla, bu fark, Dünya'nın günlük dönüşü nedeniyle taban ile kuasar yönü arasındaki açıdaki bir değişiklik nedeniyle değişecektir.
Bildiğiniz gibi koordinatlar gök cisimleri Dünyanın Kuzey Kutbu'ndan (Dünya'nın dönme ekseninin gök küresi ile kesişme noktası) sayılır. Presesyon ve nütasyon, gök küresi üzerindeki koordinat ızgarasında bir kaymaya yol açar.
Şek.1.23. Dünyanın dönme ekseninin presesyonu ve nütasyonu
Presesyon ve nütasyon nedeniyle, Dünyanın Kuzey Kutbu, gök küresi üzerindeki bir daireye yakın, 23° 27¢ açısal yarıçapa sahip bir eğri tanımlar (Şekil 1.23, 1.24).
Presesyon ve nütasyon sıkıştırmaya, Dünya'nın iç yapısına, dönme ekseninin yörünge düzlemine eğimine, Ay'ın, Güneş'in, gezegenlerin konumuna ve daha birçok nedene bağlıdır. Bu nedenle, bir presesyon-nütasyon teorisi oluşturmak için, Güneş, Ay ve gezegenlerin kesin efemeridlerini bilmek kadar, bilmek de gereklidir. iç yapı Toprak.
Şekil 1.24. Dünyanın kuzey kutbunun 1600'den 2300'e hareket yönü.
Değişen sadece Dünya'nın açısal hızı değildir. Dünyanın anlık kutupları (Dünya yüzeyinin Dünya'nın anlık dönüş ekseni ile kesişme noktaları) hareket ediyor. Dünya'nın dönüşü yönünde (batıdan doğuya) sabit bir nokta (Uluslararası Koşullu Başlangıç - EOR) etrafında dünya yüzeyinde hareket ederler. Direğin yörüngesi, periyodik olarak bükülen ve gevşeyen bir spiral şeklindedir (Şekil 1.25).
1996-2000 için EOR'dan anlık direğin maksimum mesafesi Mayıs-Temmuz 1996'da kaydedildi. Sonra direğin yörüngesi bükülmeye başladı ve bu 2000 yılına kadar devam etti. kutup, spiralin merkezine olan minimum mesafeye yaklaştığında. Şimdi kutup, ortalama konumundan giderek uzaklaşıyor. Anlık direğin EOR'dan en büyük mesafesi 15m'yi geçmez.
Şekil 1.25. 1996-2000 için anlık Kuzey Kutbu'nun yörüngesi. (düz eğri - 1890-2000 için EOR direğinin hareketinin yörüngesi)
Anlık kutbun koordinatları (Şekil 1.25) Kartezyen koordinat sisteminde EOR (Uluslararası Koşullu Köken), eksende orijin ile belirlenir. x hangi Greenwich'e yönlendirilir ve ona dik eksen y- doğuya. 0.1 ark saniyelik bir kayma 3 metreye karşılık gelir.
L. Euler (1707-1783), genel durumda Dünya'nın dönme ekseninin 305 günlük bir süre ile Dünya'nın kendisine göre hareket etmesi gerektiğini gösterdi. Aynı zamanda, Dünya'nın kesinlikle katı bir cisim olduğunu kabul etti, yani. nokta kütlelerinden herhangi biri arasındaki mesafeler sabit kalır ve tamamen kütlelerle doludur. Kesinlikle katı bir gövde, iç ve dış etkenlerin etkisi altında deforme olmaz. dış kuvvetler ve bir ideal olarak hizmet etmek mekanik model, Dünya'ya ne kadar yakın olursa, o kadar az deforme olur.
gerçek dünya kesinlikle katı bir cisim değildir. Dış etki altında deforme olur ve Iç kuvvetler. Dünyanın yüzeyinde, gövdesinde ve hava kabuğunda önceden tahmin edilemeyen kütle hareketleri meydana gelir ve bunların Dünya'nın dönüşü üzerindeki etkileri tam olarak değerlendirilemez.
1891'de direğin hareketinin gerçek özelliklerini belirledi. Amerikalı amatör astronom S. Chandler:
· Yaklaşık 430 günlük bir periyot ve ~ 0.15² genlik ile serbest dairesel hareket. Chandler kutup hareketi denir. Modern verilere göre, Chandler dönemi yaklaşık 437 yıldız günüdür;
bir yıllık bir süre ile zorunlu eliptik hareket. Elipsin eksenleri yaklaşık olarak 0.10² ve 0.08²'ye eşittir. Ana eksen 27° 39² W meridyeni boyunca yönlendirilir. d.
Chandler'ın kutupların hareketi, Dünya'nın dönme ekseninin bir şekilde en büyük eylemsizlik momentinin ekseninden sapması durumunda meydana gelen harekettir. Dönem serbest dolaşım Dünyanın dinamik sıkıştırma ve elastik özelliklerine bağlıdır.
Kutupların zorunlu hareketi, atmosferin ve hidrosferin Dünya üzerindeki periyodik hareketinden kaynaklanır. Periyodu, heyecan verici kuvvetin periyoduna bağlıdır. Kutbun son 110 yıldaki koordinatlarının analizi, zorunlu hareketin batıdan doğuya bir elips boyunca gerçekleştiğini gösteriyor. Elipsin ana yarım eksenlerinin değerleri 3.4m ile 2.7m arasında, küçük yarım eksenler - 2.5m ile 1.8m arasında, eksantriklikler - 0.15 ile 0.46 arasında ve ana yarım eksenin boylamları 205 ° ile 145 °E arasında değişiyordu.
Aynı verilere göre, Chandler hareketi neredeyse dairesel bir yörüngeye sahiptir ve parametrelerinin daha da fazla değişkenliği ile karakterize edilir. Serbest hareket yarıçapı, yaklaşık 40 yıllık bir periyoda sahip bir genlik modülasyonuna sahiptir. Yarıçapın maksimum değerleri (9 m) 1915 ve 1955 civarında, derin minimumu (2 m) 1930 civarında gözlemlendi. Chandler hareketi de direğin koordinatlarının verilerinden incelenmiştir. Yani, 1846-1993 için bu verilere göre. Chandler dönemi 434.2 ortalama güneş günüdür.
Şek. 1.25 Spiralin merkezinin koordinatların orijininden - Uluslararası Referans Orijininden - uzakta olduğu görülebilir. Bunun nedeni, kutupların sözde laik hareketidir. Kutup koordinatlarından yıllık ve Chandler bileşenlerini filtrelersek, EOR (orta kutup) koordinatları kalır. Orta kutbun da yer değiştirdiği ortaya çıktı (Şekil 1.25). 1890-2000 için orta kutup, karmaşık bir zikzak eğrisi boyunca 10 cm/yıl hızla hareket ediyordu. Kuzey Amerika(meridyen 290° D).
Eksenin Dünya içindeki hareketi deneysel olarak ancak 1884'te keşfedildi. Berlinli astronom F. Kustner ve 20. yüzyılın başında Dünya'nın düzensiz dönüşü kuruldu.
1988 yılında Merkez Ofisi Paris'te bulunan birleşik bir Uluslararası Dünya Döndürme Hizmeti (ISER) oluşturuldu. IERS, geleneksel astronomik yöntemler, VLBI (çok uzun temel radyo interferometrisi), uyduların ve Ay'ın lazer menzili, Doppler gözlemleri kullanılarak çok sayıda istasyon ve gözlemevinden Dünya'nın dönüşünün (gün uzunluğu ve kutupların hareketi) sürekli gözlemlerini kullanır. uyduların. Tek bir koordinat sisteminden sorumludur ve jeodezik, astronomik ve jeofizik uygulamalı problemleri çözmek için Dünya'nın uzaydaki konumunu belirler ve ayrıca evrensel zamanın (Dünya'nın dönüşü ile ölçülen) ve atomik zamanın oranını izler. atomik saatler ile ölçülür.
1980'lerin başında, ülkemizdeki enlem gözlemlerinden veri toplama merkezi Poltava'dan VNIIFTRI'deki Zaman ve Uzay Metroloji Enstitüsü'ne (IMVP) taşındı. Bu nasıl milli kamu hizmeti Dünyanın dönüşünün parametrelerini belirlemek için RF. Bu hizmetin görevi, kutup ve evrensel zamanın koordinatlarının acilen belirlenmesidir. Sabit bir noktaya göre Dünya'nın dönme ekseninin günlük genliği 0,05 m'dir ve böyle bir değer modern jeodezi doğruluğu ile ihmal edilemez.
Dünyanın kendi ekseni ve Güneş etrafındaki dönüşü süreklidir. Birçok fenomen bu harekete bağlıdır. Böylece geceyi gündüz, mevsimi takip eder, farklı bölgelerde farklı iklimler oluşur.
Bilim adamlarına göre Dünya'nın günlük dönüşü 23 saat 56 dakika 4.09 saniyedir. Böylece, tam bir devrim gerçekleşir. Gezegen, yaklaşık 1.670 km/s hızla kendi ekseni etrafında dönmektedir. Kutuplara doğru hız sıfıra düşer.
Bir kişi, yanındaki tüm nesnelerin aynı anda ve paralel olarak aynı hızda hareket etmesi nedeniyle dönüşü fark etmez.
Yörüngede gerçekleştirildi. Gezegenimizin merkezinden geçen hayali bir yüzey üzerinde bulunur ve bu yüzeye yörünge düzlemi denir.
Kutuplar arasındaki hayali çizgi - eksen - Dünya'nın merkezinden geçer. Bu doğru ve yörünge düzlemi dik değildir. Eksenin eğimi yaklaşık olarak 23,5 dereceye eşittir. Eğim açısı her zaman aynı kalır. Dünya'nın etrafında hareket ettiği çizgi her zaman bir tarafa eğilir.
Yörünge gezegeni bir yıl alır. Bu durumda Dünya'nın dönüşü saat yönünün tersinedir. Yörüngenin tam olarak yuvarlak olmadığına dikkat edilmelidir. Güneş'e olan ortalama uzaklık yaklaşık yüz elli milyon kilometredir. (Mesafe) ortalama üç milyon kilometre değişir, böylece hafif bir yörünge ovali oluşturur.
Dünyanın yörüngedeki dönüşü 957 milyon km'dir. Gezegen bu mesafeyi üç yüz altmış beş gün, altı saat, dokuz dakika ve dokuz buçuk saniyede aşar. Hesaplamalara göre, Dünya'nın yörüngesindeki dönüşü saniyede 29 kilometre hızla gerçekleşir.
Bilim adamları, gezegenin hareketinin yavaşladığını keşfettiler. Bu esas olarak gelgit frenlemesinden kaynaklanmaktadır. Gelgit dalgaları, Ay'ın (daha büyük ölçüde) ve Güneş'in çekiminin etkisi altında Dünya yüzeyinde oluşur. Doğudan batıya doğru hareket ederler (bunları gezegenimizin hareketine zıt yönde takip ederler.
Dünyanın litosferindeki gelgitlere daha az önem verilir. Bu deformasyona neden olur sağlam vücut biraz gecikmiş bir gelgit dalgası şeklinde. Dünyanın dönüşünün yavaşlamasına katkıda bulunan bir frenleme anının ortaya çıkmasına neden olur.
Litosferdeki gelgitlerin gezegenin yavaşlama sürecini sadece% 3 etkilediği, kalan% 97'nin deniz gelgitlerinden sorumlu olduğu belirtilmelidir. Bu veriler, ay ve güneş gelgit dalgalarının haritalarının oluşturulması sonucunda elde edildi.
Atmosferik dolaşım da Dünya'nın hızını etkiler. Düşük enlemlerde doğudan batıya ve batıdan doğuya - yüksek ve ılıman enlemlerde meydana gelen mevsimsel olarak eşit olmayan atmosferin ana nedeni olarak kabul edilir. Aynı zamanda, batı rüzgarlarının açısal momentumu pozitifken, doğu rüzgarlarının açısal momentumu negatiftir ve hesaplamalara göre, öncekinden birkaç kat daha azdır. Bu fark, Dünya ile atmosfer arasında yeniden dağıtılır. Batı rüzgarının artması veya doğu rüzgarının zayıflaması ile atmosferin yakınında artar ve Dünya'nın yakınında azalır. Böylece gezegenin hareketi yavaşlar. Sırasıyla doğu rüzgarları arttığında ve batı rüzgarları zayıfladığında atmosferin açısal momentumu azalır. Böylece Dünya'nın hareketi daha hızlı hale gelir. Atmosferin ve gezegenin toplam açısal momentumu sabit bir değerdir.
Bilim adamları, 1620'den önceki günün uzamasının yüz yılda ortalama 2,4 milisaniye olduğunu bulabildiler. O yıldan sonra, değer neredeyse yarıya indi ve yüz yılda 1,4 milisaniye olmaya başladı. Aynı zamanda, son zamanlarda yapılan bazı hesaplamalara ve gözlemlere göre, Dünya yüz yılda ortalama 2.25 milisaniye yavaşlamaktadır.
Kuzey Yarımküre'de, örneğin Rusya'nın Avrupa kısmında bulunan bir gözlemci için, Güneş alışılmış bir şekilde doğuda yükselir ve güneye yükselir, öğle saatlerinde gökyüzündeki en yüksek konumu işgal eder, sonra batıya doğru eğilir ve arkasına saklanır. ufuk çizgisi. Güneş'in bu hareketi sadece görülebilir ve Dünya'nın kendi ekseni etrafında dönmesinden kaynaklanır. Dünya'ya Kuzey Kutbu yönünde yukarıdan bakarsanız, saat yönünün tersine dönecektir. Aynı zamanda, güneş yerindedir, Dünya'nın dönüşü nedeniyle hareketinin görünürlüğü yaratılır.
Dünyanın yıllık dönüşü
Güneş'in etrafında, Dünya da saat yönünün tersine döner: gezegene yukarıdan, Kuzey Kutbu'ndan bakarsanız. Dünya'nın ekseni dönme düzlemine göre eğik olduğundan, dünya güneşin etrafında döndüğü için onu eşit olmayan bir şekilde aydınlatır. Bazı alanlar daha fazla güneş ışığı alır, diğerleri daha az. Bu nedenle mevsimler değişir ve günün uzunluğu değişir.
İlkbahar ve sonbahar ekinoksu
Güneş yılda iki kez, 21 Mart ve 23 Eylül'de Kuzey ve Güney yarım küreleri eşit olarak aydınlatır. Bu anlar ilkbahar ve sonbahar ekinoksları olarak bilinir. Mart ayında Kuzey Yarım Küre'de bahar, Güney Yarım Küre'de sonbahar başlar. Eylül ayında ise tam tersine, Kuzey Yarım Küre'ye sonbahar, Güney Yarım Küre'ye ise ilkbahar gelir.
Yaz ve kış gündönümü
22 Haziran'da Kuzey Yarımküre'de Güneş, ufkun en yükseğinde yükselir. Gündüz en uzun süreye sahiptir ve bu gündeki gece en kısadır. Kış gündönümü 22 Aralık'ta gerçekleşir - gün en kısa süreye sahiptir ve gece en uzundur. Güney Yarım Küre'de ise tam tersi geçerlidir.
kutup gecesi
Dünyanın ekseninin eğikliği nedeniyle, kutup ve çevre kutup bölgeleri Kuzey yarımküre kış aylarında kendilerini güneş ışığı olmadan bulurlar - Güneş hiç ufkun üzerine çıkmaz. Bu fenomen kutup gecesi olarak bilinir. Kutup bölgeleri için de benzer bir kutup gecesi var. Güney Yarımküre, aralarındaki fark tam altı aydır.
Dünya'nın Güneş etrafındaki dönüşünü sağlayan nedir
Gezegenler, armatürlerinin etrafında dönmekten başka bir şey yapamazlar - aksi takdirde basitçe çekilir ve yanarlardı. Dünyanın benzersizliği, 23.44 derecelik ekseninin eğiminin, gezegendeki tüm yaşam çeşitliliğinin ortaya çıkması için en uygun olduğu gerçeğinde yatmaktadır.
Mevsimlerin değişmesi eksenin eğikliği sayesinde, dünyanın flora ve faunasının çeşitliliğini sağlayan farklı iklim bölgeleri vardır. Dünya yüzeyinin ısınmasındaki bir değişiklik, hava kütlelerinin hareketini ve dolayısıyla yağışın yağmur ve kar şeklinde olmasını sağlar.
Dünya'dan Güneş'e olan 149.600.000 km'lik mesafenin de optimal olduğu ortaya çıktı. Biraz daha ötede, Dünya'daki su sadece buz şeklinde olurdu. Biraz daha yakın ve sıcaklık zaten çok yüksek olurdu. Dünyadaki yaşamın ortaya çıkışı ve biçimlerinin çeşitliliği, tam olarak bu kadar çok sayıda faktörün benzersiz tesadüfü nedeniyle mümkün oldu.
Dünyamız, diğer gezegenler gibi Güneş Sistemi, iki ana hareket yapar: kendi ekseni etrafında ve Güneş etrafında. Antik çağlardan beri, bu iki düzenli hareketler ve zaman hesaplamalarına ve takvime dayalıdır.
Bir gün kendi ekseni etrafında dönme zamanıdır. Bir yıl, güneşin etrafında dönme zamanıdır. Yılın aylara bölünmesi de astronomik hareketle doğrudan bağlantılıdır.
Dünyanın kendi ekseni etrafında dönmesi.
Gezegenimiz kendi ekseni etrafında batıdan doğuya yani saat yönünün tersine (Kuzey Kutbundan bakıldığında) döner. Eksen, Kuzey bölgesinde dünyayı geçen koşullu düz bir çizgidir ve güney kutupları, yani kutuplar sabit bir konuma sahiptir ve dünya yüzeyindeki diğer tüm konumlar dönerken dönme hareketine "katılmaz" ve küre yüzeyindeki doğrusal dönüş hızı ekvatora göre konuma bağlıdır - daha yakın ekvator, yukarıdaki doğrusal hız dönüşü (herhangi bir topun açısal dönüş hızının çeşitli noktalarında aynı olduğunu ve rad / sn cinsinden ölçüldüğünü açıklayalım, yüzeyde bulunan bir cismin hareket hızını tartışıyoruz ve ne kadar yüksekse, nesne dönme ekseninden o kadar çok çıkarılır).
Örneğin, İtalya'nın orta enlemlerinde dönüş hızı yaklaşık 1200 km / s, ekvatorda maksimum ve 1670 km / s, kutuplarda ise sıfırdır. Dünyanın kendi ekseni etrafında dönmesinin sonuçları, gece ve gündüzün değişmesi ve görünen harekettir. Gök küresi.
Gerçekten de, gece göğünün yıldızları ve diğer gök cisimleri, gezegenle olan hareketimizin tersi yönde (yani doğudan batıya) hareket ediyor gibi görünüyor. Görünüşe göre yıldızlar, dünyanın ekseninin kuzey yönünde devamı olan hayali bir çizgi üzerinde bulunan Kuzey Yıldızı'nın etrafındalar. Yıldızların hareketi, dünyanın kendi ekseni etrafında döndüğünün kanıtı değildir, çünkü gezegenin daha önce düşünüldüğü gibi uzayda sabit, hareketsiz bir konumda olduğunu düşünürsek, bu hareket gök küresinin dönüşünden kaynaklanabilir.
Gün. Yıldız ve güneş günleri nelerdir?
Bir gün, Dünya'nın kendi ekseni etrafında bir dönüşü tamamlaması için geçen süredir. "Gün" teriminin iki tanımı vardır. Bir "güneş günü", Güneş'in başlangıç noktası olarak alındığı, Dünya'nın dönüşünün zaman periyodudur. Başka bir kavram “yıldız günü” dür (lat. sidus- Genetik sideris- yıldız, gök cismi) - başka bir başlangıç noktası anlamına gelir - ışınlarının karşılıklı olarak paralel olduğunu varsaydığımız, sonsuzluğa meyilli olan "sabit" bir yıldız. İki tür günün süresi birbirinden farklıdır. Yıldız günü 23 saat 56 dakika 4 saniye iken güneş gününün süresi biraz daha uzun ve 24 saate eşittir. Aradaki fark, kendi ekseni etrafında dönen Dünya'nın da Güneş etrafında bir yörünge dönüşü gerçekleştirmesinden kaynaklanmaktadır. Bunu bir resim yardımıyla anlamak daha kolay.
Dünya'nın Güneş etrafındaki yörüngesi boyunca hareket ederken kapladığı iki konumu (şekle bakınız) göz önünde bulundurun, " ANCAK» - gözlemcinin dünya yüzeyindeki yeri. 1 - Dünya'nın (günün geri sayımının başlangıcında) ya Güneş'ten ya da bir referans noktası olarak tanımlayacağımız bir yıldızdan işgal ettiği konum. 2 - gezegenimizin bu yıldıza göre kendi ekseni etrafında bir devrim yaptıktan sonraki konumu: bu yıldızın ışığı ve çok uzaklarda olduğu yönüne paralel olarak bize ulaşacaktır. 1 . Dünya pozisyon aldığında 2 , "yıldız günleri" hakkında konuşabiliriz, çünkü Dünya, uzak yıldıza göre kendi ekseni etrafında tam bir dönüş yaptı, ancak henüz Güneş'e göre değil. Güneş'in gözlem yönü, Dünya'nın dönüşü nedeniyle biraz değişti. Dünyanın Güneş'e ("güneş günü") göre kendi ekseni etrafında tam bir devrim yapması için, yaklaşık 1 ° "dönene" kadar beklemeniz gerekir (Dünya'nın bir açıdaki günlük hareketinin eşdeğeri - 360 dereceyi 365 günde geçer), bu yaklaşık dört dakika sürer.
Prensipte bir güneş gününün süresi (24 saat olarak alınsa da) değişken bir değerdir. Bunun nedeni, Dünya'nın yörüngedeki hareketinin aslında değişken bir hızda gerçekleşmesidir. Dünya Güneş'e yaklaştıkça yörüngedeki hareket hızı artar, güneşten uzaklaştıkça hızı azalır. Sonuç olarak, kavramı "ortalama güneş günü" yani süreleri 24 saattir.
Ayrıca, Ay'ın neden olduğu deniz gelgitlerindeki değişimin etkisi altında Dünya'nın dönme süresinin arttığı artık güvenilir bir şekilde tespit edilmiştir. Yavaşlama, yüzyılda yaklaşık 0.002 s'dir. Görünürde fark edilmeyen bu tür sapmaların birikmesi, çağımızın başlangıcından günümüze kadar toplam yavaşlamanın şimdiden yaklaşık 3.5 saat olduğu anlamına geliyor.
Dünyanın güneş etrafındaki dönüşü
Güneş etrafındaki devrim, gezegenimizin ikinci ana hareketidir. Dünya eliptik bir yörüngede hareket eder, yani. yörünge eliptiktir. Ay, Dünya'ya çok yakın olduğunda ve gölgesine düştüğünde tutulmalar meydana gelir. Dünya ile Güneş arasındaki ortalama mesafe yaklaşık 149,6 milyon kilometredir. Astronomi, güneş sistemi içindeki mesafeleri ölçmek için bir birim kullanır; onu çağırıyorlar "Astronomik birimi" (a.u.). Dünyanın yörüngesinde hareket hızı yaklaşık 107.000 km/s'dir. Dünyanın ekseni ile elipsin düzleminin oluşturduğu açı yaklaşık 66°33"'dir ve yörünge boyunca korunur.
Dünya üzerinde bulunan bir gözlemcinin bakış açısından, rotasyon, Güneş'in ekliptik boyunca, Zodyak'ta temsil edilen yıldızlar ve takımyıldızlar aracılığıyla görünür hareketi ile sonuçlanır. Aslında, Güneş de Yılancı takımyıldızından geçer, ancak Zodyak çemberine ait değildir.
mevsimler
Mevsimlerin değişmesi, Dünya'nın Güneş etrafındaki devriminin bir sonucudur. Mevsimsel değişikliklerin nedeni, Dünya'nın dönme ekseninin yörünge düzlemine eğimidir. Eliptik bir yörüngede hareket eden Dünya, Ocak ayında Güneş'e en yakın noktada (günberi) ve Temmuz ayında ondan en uzak noktada - afel. Mevsimlerin değişmesinin nedeni, Dünya'nın bir yarım küre ile Güneş'e doğru eğilmesi ve buna göre farklı miktarda güneş ışığı alması nedeniyle yörüngenin eğimidir. Yaz aylarında Güneş, tutulmanın en yüksek noktasına ulaşır. Bu, Güneş'in bir gün içinde ufukta en uzun hareketi yaptığı ve gün süresinin maksimum olduğu anlamına gelir. Kışın, tam tersine, Güneş ufkun üzerindedir, güneş ışınları Dünya'ya doğrudan değil, eğik olarak düşer. Günün uzunluğu kısa.
Yılın zamanına bağlı olarak, gezegenlerin farklı bölümleri güneş ışınlarının etkisi altındadır. Işınlar gündönümü sırasında tropiklere diktir.
KUZEY YARIM KÜREDE MEVSİMLER
Sayılar |
olaylar |
Burç |
gündoğumu | Güneşin Sapması |
21 Mart (baharın başlangıcı) | ilkbahar ekinoksu |
|||
21-22 Haziran (yaz başlangıcı) |
Yaz gündönümü | |||
23 Eylül (sonbaharın başlangıcı) | sonbahar ekinoksu | |||
22 Aralık (kışın başlangıcı) | kış gündönümü |
Dünyanın yıllık hareketi.
Ana takvim birimi olan yılın tanımı, ilk bakışta göründüğü kadar basit değildir ve seçilen referans sistemine bağlıdır.
Gezegenimizin Güneş etrafındaki yörüngesinde tam bir dönüş yaptığı zaman aralığına yıl denir. Ancak yılın uzunluğu, ölçülürken referans noktası alınıp alınmadığına bağlı olarak farklılık gösterir. sonsuz uzak yıldız veya Güneş.
İlk durumda, şu anlama gelir: "yıldız yılı" ("yıldız yılı") . 365 gün 6 saat 9 dakika 10 saniyeye eşittir ve Dünya'nın Güneş etrafındaki tam dönüşü için gereken süreyi temsil eder.
Ancak, örneğin ilkbahar ekinoksunda, Güneş'in göksel koordinat sisteminde aynı noktaya dönmesi için gereken süreyi ölçersek, o zaman süreyi elde ederiz. "güneş yılı" 365 gün 5 saat 48 dakika 46 saniye. yıldız ve yıldız arasındaki fark güneş yılı ekinoksların presesyonu nedeniyle oluşur, her yıl ekinoksların günleri (ve buna bağlı olarak gündönümleri) yaklaşık 20 dakika "daha erken" gelir. önceki yıla kıyasla. Böylece, Dünya yörüngesini Güneş'ten biraz daha hızlı döner ve yıldızlar arasındaki görünür hareketinde ilkbahar ekinoksuna döner.
Mevsimlerin süresinin Güneş ile yakın ilişki içinde olduğu düşünüldüğünde, takvimler derlenirken tam olarak "güneş yılı" .
Ayrıca astronomide, Dünya'nın yıldızlara göre dönme periyodu ile belirlenen olağan astronomik zaman yerine, Dünya'nın dönüşü ile ilgili olmayan ve efemeris zamanı olarak adlandırılan yeni bir düzgün güncel zaman tanıtıldı.
Bölümde efemeris zamanı hakkında daha fazla bilgi edinin: .
© Vladimir Kalanov,
"Bilgi Güçtür"
Dünyanın hareketleri
Dünyanın şekli, büyüklüğü, hareketi
Dünya küre şeklindedir, kendi ekseni etrafında dönmesi sonucu kutuplarda hafif basıktır. Kutupları düzgün yassı olan küreye denir sferoid veya devrim elipsoidi. Dünya'nın iç yapısının heterojen yapısı ve kütlelerin heterojen dağılımı nedeniyle, Dünya'nın şekli, Dünya'dan sapar. doğru biçim küre. Dünyanın gerçek figürü jeoit.
jeoit Yüzeyi her yerde yerçekimi yönüne dik olan bir şekil. Sferoid ve jeoidin rakamları uyuşmuyor. Farklar 50-150 m.
Jeoidin düz yüzeyi, kıtaların altına uzanan Dünya Okyanusu'nun yüzeyi ile çakışmaktadır.
Dünya'nın Boyutları.
Ekvator yarıçapı - 6378.2 km;
Kutup yarıçapı - 6356,8 km;
Ortalama yarıçap - 6371 km;
Kutup sıkıştırması - 21.4 km.
Meridyen uzunluğu - 40,008.5 km;
Ekvatorun uzunluğu 40.075,7 km'dir;
Dünyanın yüzey alanı 510 milyon km'dir;
Dünyanın çapı 12.750 km'dir.
Liderliği altında dünya elipsoidinin büyüklüğünün hesaplanmasının yapıldığı bilim adamının soyadı F. N. Krasovsky'dir. Bu nedenle, ülkemizdeki Dünya figürüne Krasovsky toprak elipsoidi denir.
İnsanların Dünya'nın şekli ve büyüklüğü hakkındaki fikirleri zamanla değişti.
Şu anda, Dünya'nın küreselliğine ilişkin bilimsel kanıtlar ve dışbükey bir şekle sahip olduğuna dair kanıtlar ayrı ayrı ayırt edilmektedir.
Dünyanın küreselliğinin bilimsel kanıtı:
1) Dünya'nın fotoğrafları ve uzaydan boyutunun ölçümleri;
2) sırasında Dünya'dan yuvarlak bir gölge ay tutulmaları;
3) Dünya yüzeyindeki derece ölçümleri.
Dünyanın dışbükey şeklinin kanıtı:
1) çevre gezintisi;
2) görünür ufkun dairesel şekli;
H) kaldırırken görünür ufkun yarıçapında artış
yükseklik gözlemcisi;
4) meridyen boyunca hareket ederken yıldızlı gökyüzünün görünürlüğünde değişiklik.
Dünyanın şekli ve büyüklüğü büyük coğrafi öneme sahiptir.
Dünyanın küreselliğinin sonuçları:
1) ekvatordan kutuplara doğru güneş ışınlarının geliş açısı değişir;
2) enlemsel bölgelilik gözlenir.
Dünya'nın büyüklüğünün ve kütlesinin önemi, atmosferi ve hidrosferi tutan, onsuz gezegende yaşamın imkansız olacağı kadar çekici bir güç yaratmaları gerçeğinde yatmaktadır.
Dünya kendi ekseni etrafında dönerken aynı anda güneşin etrafında da döner. Dünya kendi ekseni etrafında batıdan doğuya doğru döner. Aynı zamanda Güneş doğudan doğar ve batıya doğru hareket eder. Dünyanın ekseni etrafındaki bir dönüşü 23 saat 56 dakika 4 saniye; bu süreye denir yıldız günleri. Zamanı takip ettiğimiz günler Gündelik Yaşam, arandı ortalama. 24 saat içerirler ve sadece Dünya'nın dönüşünü değil, aynı zamanda Güneş etrafındaki hareketini (devirini) de hesaba katarlar. Açısal dönüş hızı (yani birim zamandaki dönüş açısı), Dünya yüzeyindeki tüm noktalar için aynıdır -15 ° saatte, 1 derece 4 dakikada 1 derece. döner hareket Dünya, kendi ekseni etrafında, gezegenin yörünge düzlemine 66°33' açıyla eğimlidir. Dünyanın günlük dönüşü, gece ve gündüz değişimi ile ilişkilidir. Yıl boyunca ılıman ve kutupsal enlemlerde gündüz ve gece uzunluğundaki değişiklik, Dünya'nın yörünge düzlemine sabit bir eğimle Dünya'nın güneş etrafındaki dolaşımı ile ilişkilidir.
Dünyanın günlük dönüşünün coğrafi sonuçları:
- gece ve gündüz değişimi;
- hava akımlarının ve hareketli cisimlerin kuzey yarımkürede orijinal yönlerinden sağa, güneyde - sola sapması (Coriolis kuvveti);
- ışık ve ısı akışıyla ilişkili birçok sürecin günlük ritmi.
Gündüz ve gecenin uzunluğu yıl boyunca enlemlere göre değişir.
Zaman değişimi.
Yerel saat- Kuzey Kutbu'ndan Güney'e bir meridyen içindeki zaman.
standart zaman– saat dilimi içindeki zaman. Dünya 24 saat dilimine (0-23) ayrılmıştır.Orta meridyenin yerel saati, tüm bölgenin zamanı olarak kabul edilir. Greenwich meridyen zamanı evrenseldir. Meridian 180, uluslararası tarih çizgisidir. Her iki tarafta da zaman aynı ama günler farklı. Batıdan doğuya geçerken kendimizi dünde buluyoruz.
Kararname zamanı - 1930'da Rusya'da tanıtıldı. elektrikten tasarruf etmek için.
