Тема 2.7. Годовое вращение земли и его следствие

Вращение Земли вокруг Солнца происходит по эллиптической орбите.

Первые научные доказательства движения Земли по орбите были даны Кеплером в XVII веке, а первые фактические - нашим астрономом Струве в 19веке. Одно из них основано на параллактическом смещении звёзд в тече­ние года, т. е. если смотреть на какую-нибудь звезду из двух противоположных точек земной орбиты, то с помощью астрономических приборов можно заметить смещение этой звезды, т. е. годичный параллокс.

В связи с тем, что Земля вращается вокруг Солнца по эллиптической орбите, расстояние от Земли до Солнца не остаётся постоянным, а изменяется от 152 млн. км. (в афелии - самой удаленной от Солнца точке орбиты, ко­торую Земля проходит 5 июля) до 147млн. км. (в перигелии - самой близкой точке орбиты, которую Земля проходит 3 января). На различных участках орбиты Земля летит с разной скоростью. Средняя скорость движения -29,8км/сек. Длина земной орбиты - 940км. Земля пролетает это расстояние за 365 суток 6 часов 9 мин. 9,6 сек. Этот отрезок времени называется звёзд­ным годом.

Земная ось наклонена к плоскости орбиты на угол равный 66,5°. Ось вращения практически не меняет своего положения в течение всего года.

Это важно потому, что этот наклон определяет смену времен года. Он же определяет и изменение продолжительности дня и ночи в течение года, из-за этого постоянно меняется соотношение дня и ночи и угол наклона к поверхности Земли солнечных лучей. Лишь на экваторе день всегда равен ночи, хотя угол наклона лучей также меняется в течение года.

22 июня в нашем полушарии наступает астрономическое лето - день летнего солнцестояния — самый длинный день и самая короткая ночь. На ши­роте 23° 5мин. с. ш. в этот день солнце в зените. Эта широта называется се­верным тропиком.

А между северным полюсом и широтой 66,5° с. ш. (северным полярным кругом) в течение полугодия, т. е. с весны по осень наблюдается поляр­ный день, который продолжается от 1 суток (на широте 66,5° с.ш.) до 0,5 года на северном полюсе.

22 декабря - день зимнего солнцестояния - самая длинная ночь и самый короткий день. Полярный день в это полугодие наблюдается в южном полушарии, а в северном - ночь.

23 сентября и 21 марта - день равноденствия, когда на всём земном шаре день равен ночи.

Поскольку угол наклона солнечных лучей зависит не от времени суток и года, но и от широты, то весь земной шар можно подразделить на несколько тепловых поясов.

Так территория между тропиками, где наиболее высокое положение Солнца над горизонтом - это тропическое или жаркое поле. От тропиков до полярных кругов - умеренные пояса, где Солнце нигде не бывает в зените, а смена времени года очень резко выражена. От полярных кругов до полюсов - полярные или холодные пояса. Здесь Солнце всегда низко над горизонтом, а зимой - полярная ночь.

Учеными установлено, что и суточное и годовое движение Земли со временем меняют свои режимы. Суточное вращение замедляется в среднем на 1сек за 59 тыс. лет, что объясняется обратным движением приливообразующей волны по отношению к направлению вращения Земли. Меняется и угол наклона земной оси от 24° 36 мин. до 21° 58 мин за 10 тыс. лет. В на­стоящее время угол уменьшается на 0,47 сек. в год.