§ 10. Движения Земли

Два фундаментальных одновременных вида механического движения планеты Земля в космическом пространстве, определяющих главные природные ритмы геосферы.

• 1. Осевое вращение — вращение Земли вокруг собственной воображаемой оси с запада на восток (против часовой стрелки при взгляде со стороны Полярной звезды) с периодом полного оборота около 24 часов (сутки); главным следствием является регулярная смена дня и ночи.
• 2. Орбитальное движение — обращение Земли вокруг Солнца по замкнутой эллиптической траектории (орбите) со средней скоростью около 30 км/с; полный оборот совершается за 365 суток и 6 часов (астрономический год).
• 3. Наклон оси и смена сезонов — земная ось наклонена к плоскости орбиты под постоянным углом 66,5° и ориентирована северным концом на Полярную звезду; это сочетание обеспечивает неравномерный нагрев полушарий и смену времён года.
• 4. Эллиптичность орбиты — в начале января (перигелий) Земля находится ближе всего к Солнцу (~147 млн км), а в начале июля (афелий) максимально удалена от него (~152 млн км).

Северная географическая точка пересечения воображаемой оси вращения Земли с её физической поверхностью, расположенная в центральной глубоководной части Северного Ледовитого океана.

• 1. Координаты и геометрия — имеет постоянную широту строго 90° с. ш. и лишен географической долготы; здесь сходятся все земные меридианы.
• 2. Уникальные свойства — точка покоя при осевом вращении Земли; любое направление движения от Северного полюса по земной поверхности ведёт строго на юг; Полярная звезда всегда находится точно в зените (прямо над головой наблюдателя).
• 3. Световой режим — полярный день длится непрерывно около полугода (с 20–21 марта по 22–23 сентября), сменяясь полугодовой полярной ночью.

Южная географическая точка пересечения воображаемой оси вращения Земли с её поверхностью, расположенная на ледниковом плато материка Антарктида на высоте около 2800 метров над уровнем моря.

• 1. Координаты и геометрия — имеет географическую широту строго 90° ю. ш.; здесь сходятся все меридианы Южного полушария.
• 2. Уникальные свойства — точка покоя при вращении Земли; любое направление от Южного полюса является направлением строго на север.
• 3. Световой режим — непрерывный полярный день длится с 22–23 сентября по 20–21 марта (астрономическое лето Южного полушария), сменяясь полугодовой полярной ночью с марта по сентябрь.

Главная параллель планеты — воображаемая круговая линия на земной поверхности, проведённая на равном удалении от Северного и Южного полюсов и делящая земной шар на Северное и Южное полушария.

• 1. Этимология и параметры — происходит от латинского слова «aequator» (уравнитель); географическая широта экватора равна 0°, а общая протяжённость составляет около 40 075 км.
• 2. Природные особенности — плоскость экватора перпендикулярна оси вращения планеты; здесь продолжительность дня круглый год строго равна продолжительности ночи (по 12 часов), а в дни весеннего и осеннего равноденствий полуденное Солнце находится точно в зените (под углом 90°).

Календарный год продолжительностью 366 солнечных суток (на одни сутки длиннее обычного года в 365 суток), предназначенный для синхронизации календарного счёта с астрономическим периодом обращения Земли вокруг Солнца.

• 1. Астрономическая причина — реальный период полного витка Земли по орбите составляет 365 суток и 6 часов; за 4 года из этих 6 часов суммарно накапливаются целые лишние сутки (4 × 6 = 24 часа).
• 2. Календарное правило — наступает регулярно каждый четвёртый год; дополнительный день добавляется в самый короткий месяц года — 29 февраля.

Наша планета совершает одновременно два основных типа механического движения в космосе:

• Вращение вокруг собственной оси (осевое движение):
• Направление: с запада на восток (против часовой стрелки, если смотреть на Землю со стороны Полярной звезды);
• Период: полный оборот совершается примерно за 24 часа (сутки);
• Наклон оси: ось наклонена под постоянным углом 66,5° к плоскости орбиты и ориентирована северным концом на Полярную звезду;
• Следствие: вращающаяся Земля поочерёдно поворачивается к Солнцу разными сторонами — в освещённом полушарии наступает день, а в теневом — ночь;
• Обращение вокруг Солнца (орбитальное движение):
• Траектория: замкнутая эллиптическая орбита, близкая к окружности, в одном из фокусов которой находится Солнце. В начале января Земля находится ближе всего к светилу (~147 млн км), а в начале июля — дальше всего (~152 млн км);
• Скорость: средняя орбитальная скорость движения Земли составляет 30 км/с;
• Период: один виток совершается за 365 суток и 6 часов (календарный год принимается за 365 суток, а оставшиеся 6 часов за 4 года образуют дополнительный день високосного года);
• Следствие: из-за постоянного наклона земной оси к плоскости орбиты (66,5°) и неизменного направления оси в пространстве Северное и Южное полушария поочерёдно получают разное количество солнечного тепла и света, что вызывает смену времён года.

Географическое положение и характеристики ключевых ориентиров земного шара:

• 1. Северный полюс — центральная точка Арктики в Северном Ледовитом океане; широта 90° с. ш.; точка схода всех меридианов в Северном полушарии;
• 2. Южный полюс — центральная точка ледяного щита Антарктиды; широта 90° ю. ш.; точка схода всех меридианов в Южном полушарии;
• 3. Экватор — главная параллель нулевой широты (0°), огибающая планету ровно посередине между полюсами на протяжении ~40 075 км и разделяющая Землю на Северное и Южное полушария;
• 4. Тропики — параллели с широтой 23,5° к северу (Северный тропик / тропик Рака) и к югу (Южный тропик / тропик Козерога) от экватора, ограничивающие область Земли, где Солнце бывает в зените в дни солнцестояний;
• 5. Полярные круги — параллели с широтой 66,5° с. ш. (Северный полярный круг) и 66,5° ю. ш. (Южный полярный круг), являющиеся границами областей, где наблюдаются полярный день и полярная ночь.

Правильный ответ: в) земной осью.

Земная ось — это воображаемая прямая линия, проходящая через центр земного шара, вокруг которой происходит суточное осевое вращение планеты с запада на восток. В точках пересечения земной оси с поверхностью планеты располагаются Северный и Южный полюсы.

Правильный ответ: а) за 365 суток и 6 ч.

Именно за 365 суток и 6 часов Земля совершает один полный виток по своей орбите вокруг Солнца. Чтобы согласовать этот период с календарём, люди условились считать обычный год равным ровно 365 дням, а раз в четыре года из накопившихся 24 часов (4 × 6 ч) добавлять в календарь один дополнительный день — 29 февраля, образуя високосный год (366 дней).

Направления обоих движений планеты Земля совпадают:

• Вращение вокруг своей оси: происходит с запада на восток. Если наблюдать за Землей из космоса со стороны Полярной звезды, она вращается против часовой стрелки;
• Обращение по орбите вокруг Солнца: происходит в том же самом направлении — с запада на восток (против часовой стрелки при взгляде из Северного полушария эклиптики со стороны Полярной звезды).

Земля обращается вокруг Солнца по орбите со скоростью 30 км/с (километров в секунду).

Эта информация содержится на рисунке 25 (с. 37 учебника) рядом со стрелкой движения Земли по орбите («30 км/с»). На такой скорости за каждую секунду наша планета пролетает в космическом пространстве расстояние в 30 километров.

Через 6 часов (в 04:00) Полярная звезда по-прежнему будет находиться точно над головой (в зените).

Обоснование: Земная ось своим северным концом направлена непосредственно на Полярную звезду. Поскольку наблюдатель стоит точно на Северном полюсе — точке выхода оси вращения, — вращение Земли вокруг собственной оси никак не смещает зенитную точку относительно направления земной оси. Земной шар поворачивается под ногами наблюдателя, но Полярная звезда остаётся строго неподвижной прямо над его головой.

Законченное определение:

Экватор — воображаемая линия на земной поверхности, проведённая на одинаковом расстоянии от полюсов и разделяющая земной шар на Северное и Южное полушария.