Maapallo tekee monta liikettä samanaikaisesti. Maantiedossa on tapana ottaa huomioon ja analysoida kolme niistä: kiertoradan liike, vuorokausikierto ja Maa-Kuu -järjestelmän liike.

Havainnot, joita on tehty vuosikymmeniä Maan napojen kansainvälisen palvelun asemilla (vuoteen 1961 asti nimeltään International Latitude Service; perustettiin vuonna 1899), sekä 20 vuoden mittaukset geodeettisilla satelliiteilla osoittavat, että ruumis planeetan, ja Tämä tarkoittaa, että Maan maantieteellinen akseli poikkeaa sen pyörimisakselista (avaruudessa muuttumattomana, jos emme ota huomioon precessiota ja nutaatiota) nopeudella noin 10 cm / vuosi, ts. noin 1° miljoonassa vuodessa. Arviot todellisesta harhasta miljoonien vuosien mittakaavassa ovat kuitenkin hyvin epävarmoja. Oletetaan, että Cenozoic Epochin aikana (viimeiset 65 Ma) tämä ajautuminen oli noin 10 °, ja viimeisen 10 Ma aikana sen nopeus saavuttaa 0,5 ° 1 Ma:ssa.

Universumissa taivaankappaleet muodostavat järjestelmiä, joiden monimutkaisuus vaihtelee. Esimerkiksi planeetta Maa ja satelliitin Kuu muodostavat järjestelmän. Se on osa suurempaa järjestelmää - aurinkoa, jonka muodostavat aurinko ja sen ympärillä liikkuvat taivaankappaleet - planeetat, asteroidit, satelliitit, komeetat. Aurinkokunta puolestaan ​​on osa galaksia. Galaksit muodostavat vieläkin monimutkaisempia järjestelmiä - galaksiklustereita. Suurin tähtijärjestelmä, joka koostuu monista galakseista - Metagalaksi - instrumenttien avulla näkyvä osa maailmankaikkeutta. Nykyaikaisten käsitteiden mukaan sen halkaisija on noin 100 miljoonaa valovuotta, maailmankaikkeuden ikä - 15 miljardia vuotta, se sisältää 10 22 tähteä.

Galaksimme voidaan katsoa johtuvan heikosti vuorovaikutuksessa olevien galaksien lukumäärästä. Hän kokee gravitaatiovaikutuksia läheisiltä satelliiteilta - Suurelta ja Pieneltä Magellanin pilveltä. Galaksimme vaikutus on hieman voimakkaampi, ja Magellanin pilvet romahtavat vähitellen. Muutaman miljardin vuoden kuluttua Magellanin pilvet tulevat järjestelmäämme ja sulautuvat siihen.

Etäisyys aurinkokunnasta galaksin keskustaan ​​on 23-28 tuhatta valovuotta. Aurinko sijaitsee galaksin reunalla, spiraalihaarojen ulkopuolella. Maan kannalta tämä olosuhde on erittäin suotuisa: se sijaitsee galaksin suhteellisen hiljaisessa osassa, eikä se ole kokenut kosmisten kataklysmien vaikutusta miljardeihin vuosiin.

Galaktinen vuosi - aikaväli aurinkokunnan kahden peräkkäisen kulkemisen välillä galaksin keskustaa lähimpänä olevan kiertoradan osan välillä - on 200-220 miljoonaa vuotta, eli se on lähellä yhden geologisen syklin kestoa.

Vuoristorakentamisen aikakausi - Maan historian aikavälit, joille on ominaista voimakkaat tektoniset liikkeet, joiden seurauksena kivikerrokset rypistyivät taitoksi, maankuoreen muodostui vaurioita ja muodostui vuoria:

• - Baikal (proterosooinen ja paleotsoinen aikakausi);
• - Caledonian, Hercynian (Paleozoic aikakausi);
• - Kimmeri (mesozoinen aikakausi);
• - Alppien (Cenozoic aikakausi).

Vuoret, jotka ovat nousseet geologisesti äskettäin vuoristorakentamisen aikakausina, ovat jyrkästi leikattu kohokuvio, suuri korkeus; muinaisemmat vuoret lasketaan, tuhotaan, joskus kokonaan tuhotaan.

Auringon ympäri maapallo liikkuu kiertoradalla, joka ei juurikaan eroa ympyrästä. Aurinko sijaitsee yhdessä Maan elliptisen kiertoradan polttopisteistä, minkä seurauksena Maan ja Auringon välinen etäisyys muuttuu merkityksettömästi vuoden aikana. Mitattaessa etäisyyksiä aurinkokunnan sisällä, maapallon kiertoradan puolipääakseli, joka on 149,6 miljoonaa km, otetaan yksikkönä. Maan nopeus kiertoradalla on sitä suurempi, mitä pienempi on sädevektori (etäisyys maasta aurinkoon). Perihelionissa maapallo tapahtuu tammikuun alussa, joten sen kiertorata on nopeampaa, joten talven puolisko pohjoisella pallonpuoliskolla on lyhyempi kuin eteläisellä pallonpuoliskolla.

Muiden planeettojen vetovoiman vaikutuksesta maan kiertoradan tason sijainti sekä sen muoto muuttuvat hitaasti miljoonien vuosien aikana: ekliptiikan kaltevuus on 0 - 2,9 ° ja epäkeskisyys on alkaen 0 - 0,067.

Maan akseli on vinossa kiertoradan tasoon nähden ja muodostaa sen kanssa kulman, joka on 66 ° 33 ". Liikkeessä akseli liikkuu translaationaalisesti, joten kiertoradalle ilmestyy 4 ominaista pistettä. Päiväntasauspäivinä säde vektori on päiväntasaajan tasossa ja jakoviiva jakaa kaikki yhdensuuntaisuudet puoliksi. Tästä johtuen auringonsäteet päiväntasaajalla putoavat pystysuunnassa keskipäivällä ja koko maapallolla päivä on yhtä suuri kuin yö (navoilla tapahtuu muutos päivä ja yö). On kevät- ja syyspäiväntasaus. Päivänseisauspäivinä päiväntasaajan taso on kalteva suhteessa auringonsäteeseen (ja kiertoradan sädevektoriin) kulmassa 23 ° 27 ". Aurinko on tällä hetkellä huipussaan yhden tropiikin yläpuolella. Tee ero kesä- ja talvipäivänseisauksen välillä,

Johtuen kiertoradan ellipsoidisuudesta ja maan akselin kallistumisesta tasoon v keskimäärin 23 ° 30 "Maan akseli liikkuu Maan rungossa, mikä kuvaa kartioa. Tämä puolestaan ​​​​osoittaa ajoittain muuttuvana pimeän akselin kaltevuuskulmassa ekliptiikkaan nähden alueella 22 °, 068-24 °, 568 (Sh. G. Sharafin ja N.A. Budnikova); nykyajan kaltevuuskulma on 23 ° 27 "08" (määritelty vuonna 1900). Samasta syystä ekvatoriaalisen tason ja ekliptisen tason leikkausviiva, jolla päiväntasauspisteet sijaitsevat, siirtyy kohti Maan kiertoradan liikettä, minkä vuoksi trooppinen vuosi on lyhyempi kuin sidereaalinen (aurinko)vuosi. Trooppinen vuosi on aika päivinä kahden peräkkäisen Maan kulkemisen välillä kevätpäiväntasauksen läpi kiertoradalla (tai kahden peräkkäisen kevätpäiväntasauksen välillä). Ajanjaksoa, jonka aikana maan akseli kuvaa täyttä kartiota, kutsutaan precessiorytmiksi (25 735 trooppista vuotta). Precession ansiosta kevätpäiväntasaus siirtyy kohti Auringon kiertoradan liikettä - ns. päiväntasauksen ennakointia (noin 20 minuuttia vuodessa). Precessiorytmin (26 tuhatta vuotta) ohella ainakin kaksi muuta rytmiä (41 ja 200 tuhatta vuotta) johtuu Maan vuorovaikutuksesta Kuun ja Auringon kanssa.

Koska ekvatoriaalisen tason kallistuminen ekliptiikkaan vaikuttaa kontrastiin auringon lämmön virtauksessa eri leveysasteille (mitä suurempi kulma, sitä pienempi kontrasti), sekä vuodenaikoihin (mitä suurempi kulma, sitä korkeampi vuodenajat), precessio ja muut Maan liikkeen häiriöt aiheuttavat ajoittain muutoksia auringon säteilyn saannin säännöissä kullakin leveysasteella.

Paleogeografiassa tätä käytetään selittämään ilmaston rytmiä muutoksia, joihin liittyy erityisesti jääkausia (nimet on annettu jääkauden alppiasteikon mukaan): gunz (I-590, II-565), manteli (I-476, II-435), riss (I-230, II-187), wurm (I-115, II-72, III-25 tuhatta vuotta sitten).

Maan päivittäinen kierto esiintyy akselin ympärillä, joka gyroskooppisen vaikutuksen ansiosta pyrkii säilyttämään avaruudessa vakioaseman. Maan pyöriminen tapahtuu tasaisesti. Aikaväliä tietyn pisteen meridiaanitason peräkkäisten kulkien välillä Auringon keskustan läpi kutsutaan aurinkopäiviksi. Maa pyörii vastapäivään pohjoisnavalta katsottuna.

Tässä tapauksessa pyörimiskulmanopeus, eli kulma, jolla mikä tahansa piste Maan pinnalla pyörii, on sama ja on 15 ° tunnissa. Lineaarinen nopeus riippuu leveysasteesta: päiväntasaajalla se on suurin - 464 m / s, ja maantieteelliset navat ovat paikallaan.

Fyysisenä todisteena Maan aksiaalisesta pyörimisestä ovat myös 1°:n pituuskaaren mittaukset, jotka todistavat Maan puristumisen navoissa, ja se on ominaista vain pyöriville kappaleille. Tyypillistä on myös putoavien kappaleiden poikkeama luotiviivasta kaikilla leveysasteilla paitsi napoja. Syy tähän poikkeamaan johtuu siitä, että ne säilyttävät hitauden avulla suuremman lineaarisen nopeuden korkeudessa maan pintaan verrattuna. Pudotessaan esineet taipuvat itään, koska maapallo pyörii lännestä itään. Poikkeama on suurin päiväntasaajalla. Napojen kohdalla kappaleita syötetään pystysuoraan poikkeamatta maan akselin suunnasta.

Maan vuorokausikierron maantieteelliset seuraukset ovat:

1. Päivän ja yön muutos, eli päivän aikana tapahtuva muutos Auringon sijainnissa suhteessa tietyn pisteen horisontin tasoon. Tämä muutos liittyy auringon säteilyn vuorokausirytmiin, jonka intensiteetti riippuu maan akselin kaltevuuskulmasta, lämpenemisen ja jäähdytyksen rytmeistä, paikallisesta ilmankierrosta ja elävien organismien elintärkeästä toiminnasta.

Päivän ja yön vaihtelu luo päivittäinen rytmi elävässä ja elottomassa luonnossa. Päivittäinen rytmi liittyy valo- ja lämpötilaolosuhteisiin. Tunnetaan hyvin vuorokausivaihtelut, päivä- ja yötuulet yms. Elävässä luonnossa vuorokausirytmi näkyy hyvin selvästi. Tiedetään, että fotosynteesi on mahdollista vain päivällä (auringonvalon läsnä ollessa), että monet kasvit avaavat kukkansa eri aikoina. Aktiivisuuden ilmentymisajan mukaan eläimet voidaan jakaa yöllisiin ja päivällisiin: suurin osa niistä on hereillä päivällä, mutta monet (pöllöt, lepakot, koit) - yön pimeydessä. Myös ihmisen elämä etenee arkirytmin mukaan.

• 2. Pyörimisakseli, navat ja päiväntasaaja ovat maantieteellisen koordinaattijärjestelmän perusta. Päiväntasaaja toimii symmetriatasona, johon nähden valaistusvyöt sijaitsevat, auringon säteilyn määrä ja muut tärkeät parametrit muuttuvat. Coriolis-voiman suunta riippuu pallonpuoliskosta (pohjoinen ja eteläinen), ja sen suuruus riippuu leveysasteesta; navat eivät osallistu vuorokausikiertoon.
• 3. Maan muodon muodonmuutos - litistyminen navoista (napapuristus), joka liittyy keskipakovoiman lisääntymiseen navoista päiväntasaajalle. Planeettamme supistuminen navoissa on seurausta sen aksiaalisesta pyörimisestä. Aiemmin, kun maa pyörii nopeammin, napa supistuminen oli merkittävämpää. Päiväntasaajan säteen pienentymiseen ja napaisen säteen kasvuun liittyi maankuoren tektonisia muodonmuutoksia (virheitä, taitoksia) ja Maan makroreljeefin uudelleenjärjestelyä.
• 4. Coriolis-voiman olemassaolo (geostrofinen tai pyörivä). Coriolis-voima vaikuttaa vain liikkuviin kappaleisiin, on verrannollinen niiden massaan ja liikenopeuteen ja riippuu leveysasteesta, jolla piste sijaitsee. Mitä suurempi kulmanopeus, sitä suurempi Coriolis-voima (eli päivän pidentyessä vuorovesikitkan vaikutuksesta Coriolis-voima pienenee). Viimeinen tekijä on tärkeä vain maallisesta näkökulmasta; lyhyitä aikoja kulmanopeuden oletetaan olevan vakio.

Kuva 2.2

Maan aksiaalinen pyöriminen aiheuttaa vaakasuunnassa liikkuvien kappaleiden (tuulet, joet, merivirrat jne.) poikkeaman alkuperäisistä suunnistaan: pohjoisella pallonpuoliskolla - oikealle, etelällä - vasemmalle. Inertialain mukaan jokainen liikkuva kappale pyrkii pitämään liikkeensä suunnan ja nopeuden avaruudessa muuttumattomina. Poikkeama johtuu siitä, että keho osallistuu sekä translaatio- että pyörimisliikkeisiin (läänestä itään). Päiväntasaajalla, jossa meridiaanit ovat yhdensuuntaiset toistensa kanssa, niiden suunta maailmanavaruudessa ei muutu pyörimisen aikana ja poikkeama on nolla. Napoihin poikkeama kasvaa ja tulee suurimmaksi navoissa, koska siellä jokainen meridiaani muuttaa liikesuuntaansa 360° päivän aikana. Coriolis-voima lasketaan kaavalla:

missä F on Coriolis-voima,

m on liikkuvan kappaleen massa,

u on maan pyörimisen kulmanopeus,

v- liikkuvan kehon nopeus,

c - maantieteellinen leveysaste.

Coriolis-voiman ilmentymä luonnollisissa prosesseissa on hyvin monipuolinen. Sen takia ilmakehään syntyy eri mittakaavaisia ​​pyörteitä, mukaan lukien syklonit ja antisyklonit, tuulet ja merivirrat poikkeavat gradientin suunnasta vaikuttaen ilmastoon ja sitä kautta luonnolliseen vyöhykkeelliseen ja alueellisuuteen, jonka kanssa suuren joen epäsymmetria. laaksoihin liittyy. Baer-Babinetin lain mukaan, jonka mukaan pohjoisen pallonpuoliskon tasangoilla virtaavat joet horjuttavat oikeaa rantaa ja etelässä - vasenta, mikä aiheuttaa laaksojen rinteiden epäsymmetrian. Se perustuu Coriolis-lakiin, jonka mukaan mikä tahansa kappale, joka liikkuu vaakasuunnassa lähellä maan pintaa liikkeen suunnasta riippumatta, poikkeaa pohjoisella pallonpuoliskolla oikealle, eteläisellä pallonpuoliskolla - vasemmalle johtuen Maan pyöriminen lännestä itään.

Maan pyöriminen akselinsa ympäri ilmenee monina ilmiöinä sen pinnalla. Esimerkiksi pasaatituulet (jatkuvat tuulet molempien pallonpuoliskojen trooppisilla alueilla, puhaltavat päiväntasaajaa kohti), jotka johtuvat Maan kiertoliikkeestä lännestä itään, puhaltavat pohjoisella pallonpuoliskolla koillisesta ja eteläisellä pallonpuoliskolla kaakosta ; pohjoisella pallonpuoliskolla jokien oikeat rannat huuhtoutuvat pois, eteläisellä - vasen; kun sykloni siirtyy etelästä pohjoiseen, sen polku poikkeaa itään jne.

a) b)

Riisi. 12 : Foucault'n heiluri. A on heilurin kääntötaso.

Mutta ilmeisin seuraus Maan pyörimisestä on koe fysikaalisella heilurilla, jonka fyysikko Foucault suoritti ensimmäisen kerran vuonna 1851.

Foucault'n koe perustuu vapaan heilurin ominaisuuteen pitää värähtelynsä tason suunta muuttumattomana avaruudessa, jos siihen ei vaikuta mikään muu voima paitsi painovoima. Olkoon Foucault'n heiluri ripustettu maan pohjoisnavalle ja värähtelemään jossain pisteessä tietyn pituuspiirin tasolla l(kuva 12, a). Hetken kuluttua maan pintaan kytkeytyneelle ja sen pyörimistä huomaamattomalle havainnoijalle näyttää siltä, ​​että heilurin värähtelytaso siirtyy jatkuvasti idästä länteen, "auringon takana", eli myötäpäivään (kuva 12, 6 ). Mutta koska heilurin kääntötaso ei voi mielivaltaisesti muuttaa suuntaaan, on myönnettävä, että todellisuudessa maapallo kääntyy sen alla lännestä itään. Yhden sideerisen päivän aikana heilurin värähtelytaso tekee täydellisen kierroksen suhteessa maan pintaan kulmanopeudella w = 15 ° sidereaalista tuntia kohti. Maan etelänavalla heiluri tekee myös yhden kierroksen 24 sidereaalitunnissa, mutta vastapäivään.

Kuva 13.

Jos heiluri on ripustettu maan päiväntasaajalle ja sen heilautustaso on suunnattu ekvatoriaaliseen tasoon eli suorassa kulmassa meridiaaniin nähden l(Kuva 12), silloin havainnoija ei huomaa värähtelynsä tason siirtymää suhteessa maallisiin esineisiin, ts. se näyttää liikkumattomalta ja pysyy kohtisuorassa pituuspiiriin nähden. Tulos ei muutu, jos heiluri päiväntasaajalla värähtelee jossain toisessa tasossa. Yleensä sanotaan, että päiväntasaajalla Foucault'n heilurin värähtelytason pyörimisjakso on äärettömän pitkä.

Jos Foucault-heiluri on ripustettu leveysasteelle j, silloin sen värähtelyt tapahtuvat tasossa pystysuorassa tietyssä paikassa maapallolla.

Maan pyörimisestä johtuen tarkkailijalle näyttää siltä, ​​että heilurin värähtelytaso pyörii annetun paikan pystysuoran ympäri. Tämän pyörimisen kulmanopeus w j on yhtä suuri kuin Maan pyörimiskulman kulmanopeuden vektorin projektio pystysuoraan tietyssä paikassa O(kuva 13), so.

w j - = w sin j= 15 ° sin j.

Siten heilurin värähtelytason näennäinen kiertokulma suhteessa maan pintaan on verrannollinen maantieteellisen leveysasteen siniin.

Foucault asetti kokemuksensa ripustamalla heilurin Pariisin Pantheonin kupolin alle. Heilurin pituus oli 67 m, linssin paino - 28 kg. Vuonna 1931 Leningradissa, Iisakin katedraalin rakennuksessa, heiluri, jonka pituus oli 93 m ja paino 54 kg. Tämän heilurin amplitudi on 5 m, jakso on noin 20 sekuntia. Hänen linssiensä kärki jokaisella seuraavalla palaamalla johonkin ääriasennosta siirtyy sivulle 6:lla mm. Siten 1-2 minuutissa voit varmistaa, että maa todella pyörii akselinsa ympäri.

Riisi. 14

Toinen seuraus Maan pyörimisestä (mutta vähemmän ilmeinen) on putoavien kappaleiden poikkeama itään. Tämä kokemus perustuu siihen, että mitä kauempana piste on Maan pyörimisakselista, sitä suurempi on sen lineaarinen nopeus, jolla se liikkuu lännestä itään Maan pyörimisen vuoksi. Siksi korkean tornin huippu V liikkuu itään suuremmalla lineaarisella nopeudella kuin sen perusta O(kuva 14). Tornin huipulta vapaasti putoavan kappaleen liike tapahtuu Maan painovoiman vaikutuksesta tornin huipun alkunopeudella. Näin ollen ennen putoamista Maahan kappale liikkuu ellipsiä pitkin, ja vaikka sen liikkeen nopeus vähitellen kasvaa, se putoaa Maan pinnalle ei tornin juurelle, vaan ohittaa sen jonkin verran, ts. poiketa pohjasta Maan pyörimissuunnassa itään.

Teoreettisessa mekaniikassa kappaleen poikkeaman laskeminen itään X kaava saadaan

missä h- kehon putoamiskorkeus metreinä, j- koepaikan maantieteellinen leveysaste ja X millimetreinä ilmaistuna.

Päivittäisen rytmin ja biorytmien ilmiöt liittyvät aksiaaliseen liikkeeseen. Päivittäinen rytmi liittyy valo- ja lämpötilaolosuhteisiin. Biorytmit ovat tärkeä prosessi elämän kehittymisessä ja olemassaolossa. Ilman niitä fotosynteesi, päivä- ja yöeläinten ja -kasvien elämä ja tietysti ihmisen itsensä elämä (pöllö-ihmiset, kiurut) ovat mahdottomia.

Tällä hetkellä Maan pyörimistä seurataan suoraan avaruudesta.

Maa (lat. Terra) on aurinkokunnan kolmas planeetta Auringosta laskettuna, halkaisijaltaan, massaltaan ja tiheydeltään suurin maanpäällisistä planeetoista.

Maa on vuorovaikutuksessa (painovoimavoimien vetämänä) muiden avaruudessa olevien kohteiden, mukaan lukien auringon ja kuun, kanssa. Maa kiertää Auringon ja tekee täydellisen kierroksen sen ympäri noin 365,26 päivässä. Tämä ajanjakso on sideerinen vuosi, joka on 365,26 aurinkopäivää. Maan pyörimisakseli on kallistettu 23,4° suhteessa sen kiertoratatasoon, mikä aiheuttaa maapallon pinnalla vuodenaikojen vaihtelua yhden trooppisen vuoden ajanjaksolla (365,24 aurinkopäivää).

Yksi todiste Maan kiertoradan pyörimisestä on vuodenaikojen vaihtelu. Oikea ymmärrys havaittuista taivaanilmiöistä ja Maan paikasta aurinkokunnassa on muotoutunut vuosisatojen ajan. Nikolaus Kopernikus mursi lopulta käsityksen Maan liikkumattomuudesta. Kopernikus osoitti, että juuri Maan pyöriminen Auringon ympäri voi selittää planeettojen näkyvät silmukkamaiset liikkeet. Planeettajärjestelmän keskus on aurinko.

Maan pyörimisakseli poikkeaa kiertoradan akselista (eli suorasta viivasta, joka on kohtisuorassa kiertoradan tasoon nähden) kulmalla, joka on noin 23,5 °. Ilman tätä kallistusta vuodenaikoja ei olisi olemassa. Säännöllinen vuodenaikojen vaihtelu on seurausta Maan liikkeestä Auringon ympäri ja Maan pyörimisakselin kallistumisesta kiertoradan tasoon. Kesä alkaa maan pohjoisella pallonpuoliskolla, kun Aurinko valaisee Maan pohjoisnapaa ja planeetan etelänapa sijaitsee sen varjossa. Samaan aikaan talvi tulee eteläisellä pallonpuoliskolla. Kun pohjoisella pallonpuoliskolla on kevät, on eteläisellä pallonpuoliskolla syksy. Kun pohjoisella pallonpuoliskolla on syksy, eteläisellä pallonpuoliskolla on kevät. Eteläisellä ja pohjoisella pallonpuoliskolla vuodenajat ovat aina vastakkaisia. Noin 21. maaliskuuta ja 23. syyskuuta ympäri maailmaa päivä ja yö kestävät 12 tuntia. Näitä päiviä kutsutaan kevät- ja syyspäiväntasauspäiviksi. Kesällä päivänvalon kesto on pidempi kuin talvella, joten maapallon pohjoinen pallonpuolisko saa keväällä ja kesällä 21. maaliskuuta - 23. syyskuuta paljon enemmän lämpöä kuin syksyllä ja talvella 23. syyskuuta - 21. maaliskuuta.

Kuten tiedät, maapallo pyörii kiertoradalla Auringon ympäri. Meille, maan pinnalla oleville ihmisille, tällainen Maan vuotuinen liike Auringon ympäri on havaittavissa Auringon vuotuisen liikkeen muodossa tähtien taustalla. Kuten jo tiedämme, Auringon polku tähtien välillä on suuri taivaanpallon ympyrä ja sitä kutsutaan ekliptikaksi. Tämä tarkoittaa, että ekliptika on Maan kiertoradan taivaanheijastus, joten Maan kiertoradan tasoa kutsutaan myös ekliptiikan tasoksi. Maan pyörimisakseli ei ole kohtisuorassa ekliptiikan tasoon nähden, vaan poikkeaa kohtisuorasta kulman verran. Tästä johtuen vuodenajat vaihtuvat maapallolla (ks. kuva 15). Vastaavasti maan päiväntasaajan taso on kalteva samassa kulmassa ekliptiikan tasoon nähden. Maan päiväntasaajan tason ja ekliptiikan tason leikkausviiva säilyttää (jos precessiota ei oteta huomioon) vakiona avaruudessa. Sen toinen pää osoittaa kevätpäiväntasauksen pistettä, toinen - syyspäiväntasauksen pistettä. Nämä pisteet ovat liikkumattomia tähtiin nähden (precessionaaliseen liikkeeseen asti!) Ja yhdessä niiden kanssa osallistuvat vuorokausikiertoon.

Riisi. 15.

Maaliskuun 21. ja syyskuun 23. päivän tienoilla Maa sijaitsee suhteessa aurinkoon siten, että valon ja varjon raja maanpinnalla kulkee napojen kautta. Ja koska jokainen Maan pinnan piste liikkuu päivittäin maan akselin ympäri, tarkalleen puolet päivästä se on maapallon valaistulla osassa ja toinen puoli - varjostetussa osassa. Niinpä näillä päivämäärillä päivä on yhtä suuri kuin yö, ja ne on nimetty sen mukaisesti päivää kevät ja syyspäiväntasaus. Maa on tällä hetkellä päiväntasaajan ja ekliptiikan tasojen leikkauslinjalla, ts. kevätpäiväntasauksen ja syyspäiväntasauksen kohdalla.

Otetaan vielä kaksi erityistä pistettä Maan kiertoradalta, joita kutsutaan päivänseisauspisteiksi, ja päivämääriä, jolloin maa kulkee näiden pisteiden läpi, kutsutaan päivänseisauspäiviksi.

Kesäpäivänseisauksen pisteessä, jolloin maapallo on lähellä kesäkuun 22. päivää (kesäpäivänseisauksen päivä), maan pohjoisnapa on suunnattu aurinkoon, ja suurimman osan päivästä mikä tahansa piste pohjoisella pallonpuoliskolla on valaistu. auringossa, ts tänä päivänä päivä on vuoden pisin.

Talvipäivänseisauksen pisteessä, jolloin Maa on lähellä 22. joulukuuta (talvipäivänseisauksen päivä), Maan pohjoisnapa on suunnattu poispäin auringosta ja suurimman osan päivästä mikä tahansa piste pohjoisella pallonpuoliskolla on varjossa, ts tänä päivänä yö on vuoden pisin ja päivä lyhin.

Koska kalenterivuosi ei ole kestoltaan sama kuin Maan Auringon ympäri kiertämisen ajanjakso, eri vuosien päiväntasausten ja päivänseisausten päivät voivat osua eri päiviin (- + yksi päivä edellä mainituista päivämääristä). Tulevaisuudessa ongelmia ratkaistaessa jätämme tämän kuitenkin huomioimatta ja oletamme, että päiväntasaus- ja päivänseisaukset osuvat aina edellä mainittuihin päivämääriin.

Siirrytään Maan todellisesta liikkeestä avaruudessa auringon näkyvään liikkeeseen leveysasteella olevan tarkkailijan kannalta. Auringon keskipiste liikkuu vuoden aikana suuressa taivaanpallon ympyrässä ekliptiikkaa pitkin vastapäivään. Koska ekliptiikan taso avaruudessa on liikkumaton tähtiin nähden, ekliptika osallistuu tähtien kanssa päivittäiseen taivaanpallon pyörimiseen. Toisin kuin taivaan päiväntasaaja ja taivaanmeridiaani, ekliptika muuttaa sijaintiaan suhteessa horisonttiin päivän aikana.

Miten Auringon koordinaatit muuttuvat vuoden aikana? Oikea nousu on välillä 0-24 h, ja deklinaatio muuttuu arvosta - arvoon +. Tämä näkyy parhaiten päiväntasaajan taivaskartalla (kuva 16).

Riisi. kuusitoista.

Tiedämme Auringon koordinaatit tarkalleen neljänä päivänä vuodessa. Alla olevassa taulukossa on yhteenveto näistä tiedoista.

Taulukko 2. Tiedot Auringosta päiväntasauksen ja päivänseisauksen päivinä

Taulukossa näkyy myös keskipäivä (ylemmän huipentumahetkellä) Auringon korkeus näillä päivämäärillä. Jotta voisimme laskea Auringon korkeuden huipentumahetkellä minä tahansa muuna vuoden päivänä, meidän on tiedettävä tämä päivä.

Maan liikkeiden tyypit. Maa, kuten muut aurinkokunnan planeetat, osallistuu samanaikaisesti useisiin liikkeisiin. Tärkeimmät niistä ovat - päivittäinen kierto akselinsa ympäri ja vuotuinen liike Auringon kiertoradalla.

Liike akselinsa ympäri. Maapallo pyörii lännestä itään, vastapäivään, kun taas pyörimiskulmanopeus, ts. kulma, jonka läpi mikä tahansa piste Maan pinnalla pyörii, on sama ja on 15 astetta. Lineaarinen nopeus riippuu maaston leveysasteesta: päiväntasaajalla se on suurin ja on 464 m / s, napoissa nopeus putoaa nollaan. Planeettamme tekee täyden kierroksen akselinsa ympäri 23 tunnissa 56 minuutissa 4 sekunnissa. (päivä). Napojen läpi kulkeva kuvitteellinen suora viiva, jonka ympäri maapallo pyörii, otetaan maan akseliksi. Päiväntasaaja sijaitsee kohtisuorassa akseliin nähden - tämä on suuri ympyrä, joka muodostuu Maan leikkauspisteestä, kohtisuorassa pyörimisakseliin nähden etäisyydellä, joka on yhtä suuri molemmista navoista. Jos ylität henkisesti useita päiväntasaajan kanssa yhdensuuntaisia ​​tasoja, maan pinnalle ilmestyy viivoja, joita kutsutaan yhdensuuntaisiksi. Niillä on länsi-itä suunta. Yhdensuuntaisuuden pituus päiväntasaajalta napoihin pienenee ja pisteiden pyörimisnopeus pienenee vastaavasti. Jos ylität Maan pyörimisakselin läpi kulkevilla tasoilla, pinnalle ilmestyy viivoja, joita kutsutaan meridiaaneiksi. Niillä on pohjois-etelä-suunta, pituuspiirien pisteiden lineaarinen pyörimisnopeus on erilainen ja pienenee päiväntasaajalta napoihin.

Seuraukset Maan liikkeestä akselinsa ympäri:

1. Maapallon pyöriessä syntyy keskipakovoimaa, jolla on tärkeä rooli planeetan muodon muovaamisessa ja siten painovoiman vähentäminen.

2. Päivä ja yö vaihtuvat.

3. Kehoissa on poikkeama niiden liikesuunnasta, tämä prosessi nimettiin Coriolis-voimaksi (kunnioittaa ranskalaisen tiedemiehen, joka löysi tämän ilmiön vuonna 1835). Kaikki kappaleet pyrkivät säilyttämään liikkeensä suunnan hitauden vaikutuksesta. Jos liikettä tapahtuu suhteessa liikkuvaan pintaan, tämä runko taipuu hieman sivulle. Kaikki pohjoisella pallonpuoliskolla liikkuvat ruumiit poikkeavat oikealle, eteläisellä pallonpuoliskolla - vasemmalle. Tämä voima ilmenee monissa prosesseissa: se muuttaa ilmamassojen liikkeitä, merivirtoja. Tästä syystä pohjoisen pallonpuoliskon oikea ja eteläisen pallonpuoliskon vasen ranta huuhtoutuu pois.

4. Päivittäisen rytmin ja biorytmien ilmiöt liittyvät aksiaaliseen liikkeeseen. Päivittäinen rytmi liittyy valo- ja lämpötilaolosuhteisiin. Biorytmit ovat tärkeä prosessi elämän kehittymisessä ja olemassaolossa. Ilman niitä fotosynteesi, päivä- ja yöeläinten ja -kasvien elämä ja tietysti ihmisen itsensä elämä (pöllö-ihmiset, kiurut) ovat mahdottomia.

Maan tähtitieteellisen sijainnin merkitys sen luonteelle:

1. Maan aksiaalisen ja kiertoradan pyörimisen vuoksi kaikilla luonnollisilla prosesseilla on oma rytminsä.

2. Maan lämpötila on suotuisa.

3. Maan satelliitti - Kuu aiheuttaa laskun ja laskun.

Maan liikettä on kahta päätyyppiä: kiertoradalla Auringon ympäri ja oman pyörimisakselinsa ympäri.

Rata (alkaen lat. kiertoradalla- maan rata, tie) - ellipsi lähellä ympyrää, jonka yhdessä fokusista aurinko sijaitsee. Etäisyys Maan ja Auringon välillä muuttuu vuoden aikana 147 miljoonasta kilometristä perihelionissa (3. tammikuuta) 152 miljoonaan kilometriin aphelionissa (5. heinäkuuta).

Radan pituus on yli 930 miljoonaa kilometriä. Maa liikkuu kiertoradalla noin 30 km/s keskinopeudella ja kulkee koko matkan vuodessa - 365 päivässä. 6 h 9 min 9 sek Maan pyörimisakseli on kalteva kiertoradan tasoon nähden 66,5 °:n kulmassa; on suunnattu Pohjantähteen (nykyisellä tähtitieteellisellä aikakaudella) ja liikkuu avaruudessa rinnakkain vuoden aikana. Nämä olosuhteet johtavat tärkeimpiin maantieteellisiin seurauksiin - vuodenaikojen vaihteluun, päivän ja yön epätasa-arvoon, ajan luonnolliseen päivittäiseen mittaamiseen.

Kun käytetään tähtitieteellisiä havaintoja tähtien päivä - aikaväli tähden kahden peräkkäisen korkeimman sijainnin välillä horisontin yläpuolella havaintopisteen pituuspiirillä. Maapallo kiertää akselinsa ympäri vuorokauden aikana 23 tunnissa 56 minuutissa ja 4 sekunnissa. Käytännön tarkoituksiin niitä käytetään aurinkoinen päivä - aikaväli kahden peräkkäisen Auringon keskipisteen kulkemisen välillä havaintopisteen pituuspiirin läpi (24 tuntia).

Jokapäiväisessä elämässä adoptoitu ajan laskeminen. Tätä tarkoitusta varten koko maapallon pinta jaettiin 24 aikavyöhykkeeseen, kukin 15 °. Vakioajaksi otetaan kunkin vyön keskimeridiaanin paikallinen aika. Sovimme, että nollavyö ja samalla 24 vyö on se, jonka keskeltä Greenwichin pituuspiiri kulkee. Hyväksyttiin myös, että 12. vyöhykkeen keskellä, noin 180° pituuspiiriä pitkin, päivämääräraja. Tämä on ehdollinen raja, mutta jonka molemmilla puolilla aika-arvo on sama ja kalenteripäivämäärät eroavat yhden päivän verran.

Jos Maan pyörimisakseli olisi kohtisuorassa kiertoradan tasoon nähden, niin sen pinnalla oleva valonjakoviiva (Terminaattori) kulkisi molempien napojen läpi ja jakaisi kaikki yhdensuuntaisuudet puoliksi. Tässä tapauksessa päivä olisi aina yhtä suuri kuin yö, auringonsäteet putosivat päiväntasaajalle suorassa kulmassa, eikä vuodenaikojen vaihtumista olisi. Todellinen kuva planeetan valaistuksesta on esitetty kuvassa. 3.7.

Riisi. 3.7.

ja talvipäivänseisaus:

1 - puoliksi valaistu (päivä); 2 - valaisematon puoli (yö)

Maan pyörimisakselin kaltevuus kiertoradan tasoon nähden ja akselin suunnan säilyminen avaruudessa aiheuttavat auringonsäteiden erilaisen tulokulman ajassa. Näin ollen maan pinnan lämmönsyötössä on eroja sekä päivän ja yön epätasainen pituus ympäri vuoden kaikilla leveysasteilla päiväntasaajaa lukuun ottamatta. Kaikkien rinnakkaisten puolien jakaminen terminaattorilla ja päivän ja yön pituuden yhtäläisyys havaitaan vain päivinä päiväntasaus- 21. maaliskuuta (astronominen kevät) ja 23. syyskuuta (astronominen syksy).

Kesäkuun 22. päivänä maan akseli pohjoispäällä on aurinkoa kohti. Tänä päivänä - kesäpäivänseisaus- auringonsäteet keskipäivällä putoavat pystysuunnassa 23,5 ° pohjoista leveyttä pitkin. - niin sanottu pohjoista trooppista. Kaikki leveys päiväntasaajasta pohjoiseen leveyspiiriin 66,5° pohjoista leveyttä. Suurin osa päivästä on valaistua ja näillä leveysasteilla päivä on pidempi kuin yö. 66,5 ° N pohjoispuolella. kesäpäivänseisauksen päivänä alue on täysin auringon valaisemassa - siellä napapäivä.

Yhdensuuntainen 66,5 ° N on raja, josta napapäivä alkaa - tämä Napapiiri. Kesäpäivänseisauksen päivänä kaikilla päiväntasaajan eteläpuolella 66,5° eteläiselle leveysasteelle. päivä on lyhyempi kuin yö. 66,5° S leveyttä etelään alue ei ole valaistu ollenkaan - siellä kaamos. Yhdensuuntainen 66,5 ° S - eteläinen napapiiri. Kesäkuun 22. päivää pidetään tähtitieteellisen kesän alkamisena pohjoisella pallonpuoliskolla ja tähtitieteellisen talven alkamisena eteläisellä pallonpuoliskolla.

22. joulukuuta - klo Talvipäivänseisaus - Maan akseli eteläpäällään on aurinkoa kohti. Auringon säteet keskipäivällä putoavat pystysuunnassa leveysasteen 23,5° leveyspiirille. - eteläinen trooppinen. Kaikilla leveysasteikolla päiväntasaajasta etelään 66,5° eteläiseen leveysasteeseen. päivä on pidempi kuin yö. Eteläisestä napaympyrästä alkaen napapäivä asetetaan. Tänä päivänä kaikilla päiväntasaajan pohjoispuolella 66,5° pohjoista leveyttä. päivä on lyhyempi kuin yö.

Pyörimisakselin kallistuksen ja Maan vuotuisen liikkeen seurauksena viisi kevyet vyöt jotka muodostavat ilmastollisen ja luonnollisen vyöhykkeen.

Kuuma vyö sijaitsee trooppisten (pohjoinen ja etelä) välissä ja vie noin 40 % maan pinnasta.

Kohtalaiset vyöt(kaksi) sijaitsevat tropiikin ja napapiirien välissä. Aurinko niissä ei ole koskaan huipussaan. Päivän aikana yön ja päivän on vaihdettava. Kesällä näemme "valkoisia öitä" napapiirien lähellä (60 - 66,5 °). Lauhkean vyöhykkeen kokonaispinta-ala on 52% maan pinnasta.

Kylmät vyöt(kaksi) sijaitsevat pohjoisen pohjoispuolella ja eteläisen napapiirin eteläpuolella. Ne erottuvat napapäivien ja -öiden läsnäolosta, joiden kesto pitenee yhdestä päivästä napaympyröillä kuuteen kuukauteen navoilla. Niiden kokonaispinta-ala on 8 % maan pinnasta.

Liittyy Maan pyörimiseen Coriolis vaikutus, mikä on tärkeää fyysisissä ja maantieteellisissä prosesseissa. Fysiikan kurssista tiedämme, että nesteiden ja kaasujen liikkuminen tietyllä pinnalla selittyy pääasiassa vaakasuuntaisilla paineen muutoksilla. Tarkastellaan ensin teoriaa tällaisesta ilmassa tapahtuvasta liikkeestä ottamatta huomioon Maan pyörimistä. On selvää, että ilman alkeistilavuus, johon paine vaikuttaa kolmelta puolelta R, yksi puoli ( X) - paine R+ D R(eli hieman suurempi), täytyy liikkua akselin suunnassa X. Siksi tuulet olisikin suunnattu korkeapaineiselta alueelta matalapainealueelle, koska tämä suunta olisi sama kuin ilmaan vaikuttavan voiman suunta.

Mitä havainnot osoittavat? Ilmatieteen asemat ympäri maailmaa mittaavat jatkuvasti erilaisia ​​sääominaisuuksia - ilmanpainetta, ilman lämpötilaa, tuulen suuntaa ja voimakkuutta, sademäärää, haihtumista jne. Nämä tiedot välitetään kansallisille säätoimistoille, joissa ne kerätään ja analysoidaan synoptisen (samanaikaisen) näkemyksen saamiseksi säästä. Sitten rakennetaan "sääkartat", joissa havaittu ilmanpaineen jakautuminen merenpinnan tasolla on kuvattu lihavoituilla viivoilla, jotka yhdistävät pisteitä, joilla on samat painearvot (isobaarit). Lisäksi tallennetaan tuulen suunnat ja nopeudet. Synoptisessa kaaviossa kirjain (V) korkean ilmanpaineen alueet ja (77) matalapaineiset alueet. Ilmapyörteet, joita kutsutaan sykloneiksi, liittyvät alhaisen ilmanpaineen alueisiin ja antisykloneihin korkeapaineisiin.

Tarkastelun "puhtaan" teorian perusteella voisi olettaa, että kokeemme tuuli puhaltaa isobaarien läpi: korkeasta paineesta matalaan. Havaittujen tuulensuuntien analyysi osoittaa kuitenkin, että näin ei ole. Sen sijaan, että liikkuisi isobaarien läpi, tuuli puhaltaa niitä pitkin: sykloneissa - vastapäivään ja antisykloneissa - myötäpäivään pohjoisella pallonpuoliskolla ja päinvastoin eteläisellä pallonpuoliskolla. Tuuli on siis suunnilleen kohtisuorassa voiman suuntaa vastaan ​​vaakasuuntaisten paineen muutosten vuoksi.

Ensi silmäyksellä tuulitiedot vaikuttavat meistä oudolta ja teorian vastaisilta. Mutta teoria ei ole väärä, se on vain epätäydellinen, koska päättelyssämme emme ottaneet huomioon Maan pyörimistä. Jos maapallo ei pyörisi akselinsa ympäri, tuuli todella puhaltaisi korkean ilmanpaineen alueilta matalan ilmanpaineen alueille.

Maan pyörimisellä on erittäin tärkeä rooli geosfääriprosessien muodostumisessa. Sen vaikutuksesta syntyy voima, joka kääntää liikkuvat kappaleet oikealle pohjoisella pallonpuoliskolla ja vasemmalle eteläisellä pallonpuoliskolla. Ranskalainen fyysikko GG Coriolis antoi ensimmäisen kerran tieteellisen selityksen Maan pyörimisvoimasta vuonna 1835. Coriolis-voima tasapainottaa painegradienttia. Likimääräinen tasapaino Coriolis-voiman ja painegradientin välillä ei ole olemassa vain ilmakehässä, vaan myös valtameressä.

Coriolis-kiihtyvyys on aina suorassa kulmassa nopeusvektoriin nähden V(cm / s) ja napoissa saavuttaa maksimiarvot. Sen arvo pienenee suhteessa leveysasteen cp siniin nollaan päiväntasaajalla: Coriolis-kiihtyvyys= 1,5 10 4 x x V? sin f (cm/s 2).

Coriolis-kiihtyvyys toimii epätäydellisenä esteenä navan ja päiväntasaajan välillä. Seurauksena on, että veden liike kohti napaa osittain viivästyy, ja saman lämpömäärän siirtämiseen tarvitaan suurempi lämpötilaero kuin esteen puuttuessa. Esteen molemmilla puolilla tapahtuu nopeaa kiertoa, mutta esteen kautta veden ja siten lämmön vaihto heikkenee. Samanlainen Coriolis-voiman aiheuttama lämpöeste havaitaan ilmakehässä. Merellä tilannetta mutkistaa maan ja meren maantieteellinen jakautuminen.

Esimerkki Maan pyörimisen vaikutuksesta maailmanmeren kiertokulkuun löytyy pohjoisen pallonpuoliskon voimakkaista läntisistä rajavirroista - nämä ovat Kuroshio Tyynellämerellä ja Golfvirta Atlantilla. Tiedetään, että läntiset rajavirrat ovat paremmin kehittyneitä pohjoisella pallonpuoliskolla kuin vastaavat eteläisellä pallonpuoliskolla. Syitä tähän ei ole vielä selvitetty. Aasian ja Pohjois-Amerikan rannikolta poikkeama oikealle lähes jodilla 45°:n kulmassa, Kuroshion ja Golfvirran virrat ylittävät valtameren lännestä itään neljännenkymmenennen leveyden alueella. Yhdessä veden vaakasuuntaisen tiheyden muutoksen kanssa ne johtavat Pohjois-Tyynenmeren ja Pohjois-Atlantin virtausten muodostumiseen sekä päiväntasaaja- ja napavesien välisen lämpötilaeron kasvuun.

Maan liikkeet vaikuttavat valtamerten aallon ja virtauksen muodostumiseen. Vuorovesien yhteys kuun vaiheisiin on havaittu jo pitkään. Mutta ensimmäistä kertaa I. Newton onnistui selittämään tämän ilmiön oikein julkaisemassaan periaatteessa (1687). Laplace jatkoi vuorovesiteorian kehittämistä. Hän piti vuorovesiä suurina aaltoina, joiden ajanjakso oli 0,5–1 vuorokausi. Hyökyaallot eivät ole mitään muuta kuin Maailman valtameren pinnan vaihteluja sen keskimääräiseen tasoon nähden suurennuslasin ja auringon Maan vetovoiman vaikutuksesta. Lisäksi Kuun vuorovesivoima on sen läheisyydestä johtuen 2,17 kertaa suurempi kuin Auringon vuorovesivoima. Kuun päivän aikana, joka on 50 minuuttia pidempi kuin aurinkopäivä, maapallolla on kaksi nousu- ja laskuvesi. Suurin 18 metrin vuorovesiaallon korkeus havaitaan Fundyn lahdella Brunswickin ja Nova Scotian (Kanada) välillä.

Kuun ja Auringon painovoimavaikutusten aiheuttamat vuorovesivaihtelut pyörivälle maapallolle muodostavat suurimmat puolivuorokausi- ja vuorokausivuorovedet, joiden jaksot ovat noin 12 tuntia 25 minuuttia ja 24 tuntia 50 minuuttia, ja suurimmat puolipäiväiset ja päivittäiset auringon vuorovedet, joiden jaksot ovat puolet. päivä ja päivä. Näiden voimien vuorovaikutus on monimutkaista johtuen Auringon ja Kuun välisistä eroista ja Maan pyörimisen vaikutuksesta. Vuorovesivaihteluiden tärkein ominaisuus on kuitenkin muodostuminen käännettävä Virrat: nousuveden aikaan vesimassa ryntää rannikolle ja laskuveden aikaan - rannikolta. Samanaikaisesti vuorovesi on ajallisesti lyhyempi kuin laskuvesi. Näin ollen vuorovesivirran nopeus on suurempi kuin laskuvirran nopeus.

Tiedetään, että kuun ja auringon vetovoiman yhdistelmästä riippuen vuorovesiarvo saavuttaa maksimi- ja vähimmäisarvonsa kahdesti kuun kuukauden aikana (28 päivää). Myös vuorovedet muuttuvat vuodenaikojen mukaan. Täysikuun ja uudenkuun aikana vuorovedet ovat suurimmat (ns syzygy vuorovesi). Vähimmäisvuorovesi on nimeltään kvadratuuri koska ne havaitaan kvadratuurien aikana, ts. kuun vaiheiden ensimmäinen ja kolmas neljännes. Vuorovesien suurin arvo syzygyssä selittyy sillä, että uuden kuun ja täysikuun aikana Kuu ja Aurinko ovat suunnilleen samalla suoralla linjalla Maan kanssa ja vuorovesivoimien vektorit laskevat yhteen ja kvadratuurissa ne toimivat suorassa kulmassa toisiinsa nähden, minkä seurauksena näiden kuun vaiheiden aikana vuorovedet tulevat pienimmiksi. Suuret erot vuorovesien amplitudissa rannikon eri osissa määräytyvät pääasiassa valtamerten altaiden muodosta.

Vuorovesien merkityksestä merenkululle johtuen monet maailmantieteen huippututkijat osallistuivat heidän tutkimukseensa. Newtonin ja Laplacen jälkeen vuorovesiongelmaa tutkivat 1700-luvun suurimmat matemaatikot, mutta fyysikko Lord Kelvin antoi käytännön panoksen vuorovesien ennustamiseen. Vuonna 1870 hän esitti ajatuksen, että vuoroveden korkeus missä tahansa paikassa voidaan ennustaa esittämällä sen eri komponentit Auringon ja Kuun tunnettujen liikkeiden funktiona. Laskemisen helpottamiseksi Kelvin suunnitteli maailman ensimmäisen analogisen koneen. Hän rakensi vuorovesikorkeustaulukoita eri satamiin maailmassa. Todellinen kuva vuorovesikorkeuksien jakautumisesta Maailman valtameren rannikolla on esitetty kuvassa. 3.8.

Riisi. 3.8.

Lopuksi harkitse inertiavärähtelyjä (ilma, vesi). Näitä ovat liikkeet tasaisella pinnalla ilman ulkoisia voimia, erityisesti painegradienttia ja kitkaa, pyörivässä maassa, ts. Maan pyörimisen taivutusvoiman läsnä ollessa. Inertialiikkeiden aikana kohdistuvaa taipumavoimaa tasapainottaa keskipakovoima. Inertiaaliset liikkeet tapahtuvat kaarevaa liikerataa pitkin (myötäpäivään pohjoisella pallonpuoliskolla, vastapäivään eteläisellä). Inertialiikkeiden liikerata on pyöreä (ns. hitausympyrä).

Esimerkkinä havainnollistamme inertiakierron muodostumista Itämeren eteläosassa tutkimusten tulosten perusteella. Kokeiluohjelmassamme tehtiin usean päivän mittaisia ​​havaintoja aluksesta vapautuneesta erikoispoijuparista, joita havainnoitiin laivan paikantimen avulla. Poijut olivat 1,5-1,0 m:n sivujen harjarakenteen pohjalta koottuja suuntaissärmiöitä, jotka oli varustettu mastoilla, joissa oli metalliheijastimet ylhäällä ja luotiköydet alhaalla. Poijujen sijainnin jatkuva rekisteröinti avaruudessa niiden samanaikaisen aluksesta vapautumisen jälkeen mahdollisti liikeradan saamisen. Erityisesti kuviossa 3.9

osoittaa yhden sellaisista lentoratasta, joka on tallennettu merellä tehdyillä instrumentaalisilla havainnoilla. Voit havaita säännöllisiä liikkeitä suljetuilla elliptisellä kiertoradalla 14,8 tunnin kuluttua.

Osoitetulla alueella saatu värähtelyjakson arvo liittyy täsmälleen inertiaaaltoihin.

Riisi. 3.9.

Kahden erillisen indikaattorin (1, 2) liikeradat meressä rakennettiin Riianlahdella tehdyn kokeen tietojen mukaan. Tähtitieteellinen aika on merkitty numeroilla pisteissä; x, y- suorakulmaiset koordinaattiakselit; akseli klo osoittaa pohjoiseen.

Maan käsitellyt pääliikkeet - Auringon kiertoradalla ja aksiaalinen pyöriminen - muodostavat vuodenaikojen vaihtelun, ilmastovyöhykkeen, päivän ja yön epätasa-arvon sekä luovat päivittäisen rytmin elolliseen ja elolliseen luontoon.

Maan liike Auringon ympäri ja sen maantieteellinen vaikutus (vuosittainen)

Maa kiertää Auringon elliptisellä kiertoradalla nopeudella 30 km/s. Tämän kiertoradan pituus on 930 miljoonaa km, ja maapallo tekee täydellisen kierroksen 365 päivässä 6 tunnissa 9 minuutissa ja 9 sekunnissa (sideerinen vuosi). Maan akseli on kalteva kiertoratatasoon nähden 66,5? ja tämä kaltevuus jatkuu. Tämän seurauksena auringonsäteet putoavat maan pinnalle epätasaisesti. Myös Auringon lämpö tulee sisään epätasaisesti. Tämä johtaa päivän ja yön epätasaiseen pituuteen kaikilla leveysasteilla (paitsi päiväntasaajaa) ja vuodenaikojen vaihtumiseen planeetallamme.

Auringon liikkeen reitti näiden neljän pisteen (päiväntasaus ja päivänseisaus) välillä on jaettu 90? jokainen. Auringon kulkeminen kunkin sektorin läpi aiheuttaa vuodenaikojen vaihtelun maapallolla (syksy, talvi, kevät, kesä). Kun maapallo kääntää pohjoisen pallonpuoliskon Aurinkoa kohti, kaikissa päiväntasaajan pohjoispuolella sijaitsevissa maissa kesä tulee ja päivä pitenee, ja päiväntasaajan eteläpuolisissa maissa talvi tulee ja päivä lyhenee.

Maan vuotuisen liikkeen kiertoradan elliptisyys johtaa muutoksiin sen liikkeen nopeudessa Auringon ympäri. Perihelionissa (lähimpänä aurinkoa) maapallolla on suurin nopeus, joten syksy ja talvi ovat pohjoisella pallonpuoliskolla lyhyempiä kuin muut vuodenajat, eteläisellä pallonpuoliskolla - kesä on lyhyempi ja talvi pidempi.

Maan liikkeen maantieteelliset seuraukset ovat Maan erilaisten liikkeiden aiheuttamia ja Maan muotoon, luonnollisiin prosesseihin ja ihmisen elämään vaikuttavia ilmiöitä: päivän ja yön vaihtelu, vuodenaikojen vaihtelu, liikkeen poikkeama. Coriolis-kiihtyvyyden, laskun, virtauksen jne. vaikutuksen alaisena olevista kappaleista.

1) Valkoiset yöt - valoisat yöt, jolloin iltahämärä sulautuu aamuun ja yöpimeys ei tule. Valkoisia öitä havaitaan molemmilla pallonpuoliskoilla yli 60 asteen leveysasteilla. Pietarissa valkoiset yöt kestävät 11. kesäkuuta - 2. heinäkuuta, Arkangelissa 13. toukokuuta - 30. heinäkuuta. Napapiirin ulkopuolella valkoiset yöt edeltävät napapäivää ja havaitaan jonkin aikaa sen päättymisen jälkeen.

2) vuodenaikojen vaihto;

3) Jokiväylän vaeltamisen laki - fyysisessä maantieteessä - laki, jonka mukaan joet pyrkivät siirtämään uomaansa pohjoisella pallonpuoliskolla oikealle maapallon kiertoliikkeen akselinsa ympäri suuntautuvan vaikutuksen seurauksena, ja eteläisellä pallonpuoliskolla vasemmalle. Seuraus: Pohjoisen pallonpuoliskon jokien oikea ranta on yleensä jyrkkä ja vasen lauha.

4) Napayö - ajanjakso, jolloin aurinko korkeilla leveysasteilla ei nouse horisontin yläpuolelle moneen päivään; ilmiö, joka on vastakkainen napapäivään nähden; havaitaan samanaikaisesti sen kanssa toisen pallonpuoliskon vastaavilla leveysasteilla.

5) Napapäivä - ajanjakso, jolloin aurinko korkeilla leveysasteilla ei laskeudu horisontin taakse moneen päivään. Napapäivän kesto on sitä pidempi, mitä kauempana napaan napapiiriltä. Napapiirissä Aurinko ei laske vain päivänseisaukselle, 68 asteeseen. leveysaste napapäivä kestää noin 40 päivää, pohjoisnavalla - 189 päivää.

6) Päiväntasaus - ajanhetki, jolloin aurinko ylittää taivaan päiväntasaajan näennäisellä vuotuisella liikkeellään ekliptiikkaa pitkin: auringonsäteet koskettavat molempia napoja ja maan akseli on kohtisuorassa säteitä vastaan. Kevätpäiväntasaus on 21.-22. maaliskuuta ja syyspäiväntasaus 22.-23. syyskuuta. Päiväntasauksen aikaan pohjoinen ja eteläinen pallonpuolisko ovat yhtä valaistuja, koko maapallolla (napojen alueita lukuun ottamatta), päivä on yhtä suuri kuin yö, toisella navalla aurinko nousee, toisella laskee.

7) Ajanlaskentajärjestelmät - menetelmät aikavälien laskemiseksi vertaamalla niitä hyväksyttyihin perusyksikköihin, jotka ovat erilaisia ​​luonnollisia tai keinotekoisia jaksottaisia ​​prosesseja: Maan kierros Auringon ympäri, Maan pyöriminen, heilurin heilahdus, heilurin värähtely kvartsilevy jne. Kellonaikajärjestelmien perustaminen ja valvonta on kansallisten ja kansainvälisten aikapalveluiden vastuulla.

8) Päivänseisaus - hetki, jolloin Auringon keskipiste ohittaa päiväntasaajasta kauimpana olevat ekliptiset pisteet (päivänseisauspisteet). Tee ero kesä- ja talvipäivänseisauksen välillä.

Kesäpäivänseisauksella (21.-22. kesäkuuta) on pohjoisen pallonpuoliskon pisin päivä. Eteläisellä pallonpuoliskolla on lyhin päivä tähän aikaan.

Talvipäivänseisauksen päivänä (21.-22. joulukuuta) kuva on päinvastainen: lyhin päivä pohjoisella pallonpuoliskolla, pisin eteläisellä pallonpuoliskolla.

9) Coriolis-kiihtyvyys - minkä tahansa liikkuvan kappaleen kokema kiihtyvyys suhteessa maan pintaan, koska pyörivä maa ei ole inertiakoordinaatisto.

Coriolis-kiihtyvyys liittyy vain liikkuvaan vertailukehykseen.

Coriolis-kiihtyvyys pohjoisella pallonpuoliskolla on suunnattu oikealle suhteessa liikkeen suuntaan, etelässä - vasemmalle ja on yhtä suuri kuin nolla päiväntasaajalla, ja sen enimmäisarvo on napoissa; sen arvo ei riipu liikesuunnasta.