Форма, размеры и движения Земли

Форма Земли. Без сомнений - это шар. Ещё в VI веке до нашей эры Пифагор считал, что Земля имеет круглую форму. Спустя 200 лет Аристотель доказал это, ссылаясь на то, что во время лунных затмений тень Земли всегда круглая. Спустя ещё 100 лет Эратосфен сумел измерить длину земного меридиана и вычислить радиус Земли. То, что форма Земли должна отличаться от шара впервые показал английский физик Ньютон.

В XVII веке Исаак Ньютон с помощью сложных вычислений установил, что форма Земли действительно близка к шарообразной, но правильным шаром наша планета не является. Она слегка приплюснута у полюсов. Такую форму называют эллипсоидом.

Известно, что планета сформировалась под действием двух сил - силы взаимного притяжения её частиц и центробежной силы, возникающей из-за вращения планеты вокруг своей оси. Так вот о форме: чем быстрее вращается тело, тем больше оно сплющивается у полюсов.

Если сравнивать Землю с другими планетами Солнечной системы, то окажется, что по своим размерам наша планета занимает пятое место из восьми планет. Сколько составляет в км радиус Земли? Из курса математики вам известно, что такое радиус. Радиус Земли - это расстояние от её центра до поверхности. Поскольку Земля приплюснута у полюсов, принято указывать два её радиуса: экваториальный и полярный. Экваториальный радиус - это расстояние от центра планеты до экватора, а полярный - от центра планеты до её полюса. И эти два значения различны. Экваториальный радиус равен 6378 км, полярный - 6356 км. Разница всего на 22 км. Глобус имеет шарообразную форму, и разность радиусов Земли при его изготовлении не учитывается. Так что в дальнейшем мы будем называть нашу планету шаром, хотя, конечно, будем помнить, что на самом деле это не совсем так. Нетрудно вычислить и средний радиус Земли. (Экваториальный радиус +полярный) /2. Он составляет 6367 км. А диаметр Земли 12 734 км.

Планета наша движется в пространстве. Однако движение Земли незаметно. Воздушная оболочка, воды океана и суши так сильно притягиваются к земному шару, что вращаются вместе с ним. Земля одновременно совершает два движения. Первое - движение Земли вокруг своей оси. Иначе оно называется суточным или осевым. Земля вращается вокруг своей оси, поворачиваясь к Солнцу то одной, то другой стороной. Полный оборот вокруг своей оси Земля совершает за 23 часа 56 минут 4 секунды (округляем до 24 часов). Это и есть сутки. Суточное вращение задаёт ритм бодрствования и сна всем обитателям нашей планеты.

Вследствие вращения Земли вокруг своей оси время суток в разных точках земного шара не может быть одинаковым. Поэтому для удобства ввели часовые пояса: земную поверхность разделили меридианами на 24 пояса через каждые 15 градусов долготы. Время суток внутри одного часового пояса называется поясным. Разница во времени между поясами составляет один час. Началом отсчёта часовых поясов считается Гринвичский меридиан, проходящий через город Гринвич (в Великобритании, недалеко от Лондона). От него счёт поясов ведётся к востоку. Другими словами, при движении в восточном направлении поясное время увеличивается, а в западном - уменьшается. Если на Гринвиче 12 часов, то в первом поясе к востоку от него 13 часов, а в первом поясе к западу - 11 часов. Началом новых суток считают 12-й часовой пояс. Таким образом, когда на Дальнем Востоке начинается новый день, в Западном полушарии ещё длится предыдущий. В 2011 году президентом нашей страны подписан федеральный закон о выделении на территории России девяти часовых зон. Границы этих зон определяются с учётом границ республик, краёв и областей Российской Федерации. В часовой зоне действует единое время. В том же 2011 году на территории России отменён переход на зимнее время.

Второе движение Земли - движение вокруг Солнца. Его ещё называют годовым или орбитальным.

Время, в течении которого Земля совершает полный оборот вокруг Солнца, называется годом. Продолжительность года составляет 365 суток 6 часов 9 минут 10 секунд. За четыре года эти 6 часов 9 минут 10 секунд складываются в ещё одни сутки. Именно поэтому каждые четыре года в феврале (самом коротком месяце года) на 1 день больше: не 28, а 29 дней. А в самом году не 365 дней, а 366. Такой год называется високосным.

Орбита Земли - это линия, вдоль которой Земля движется вокруг Солнца.

Вращение вокруг Солнца и наклон Земли определяют смену времён года. Каждый полюс попеременно «подставляется» потоку лучей. Поэтому Северное полушарие полгода принимает больше солнечного света, чем Южное. В это время здесь лето. Через полгода Земля занимает место с другой стороны орбиты, и лето наступает в Южном полушарии. А в Северном полушарии недостаток живительного солнечного тепла вызывает осень, которая затем сменяется зимой.

В Северном полушарии самый длинный (летний) день устанавливается 22 июня, а самый короткий (зимний) - 22 декабря. Это дни летнего и зимнего солнцестояний. Северный полюс 22 июня будет полностью освещён. Даже после полного поворота Земли вокруг своей оси. Оттого на Северном полюсе будет царить полярный день. Он длится целых шесть месяцев. Полярным днём Солнце не заходит за линию горизонта, а движется над ней. Затем день сменяет полярная ночь.

22 декабря полностью освещён Южный полюс. В Южном полушарии лето, в Северном - зима. Полярный день на Южном полюсе, на Северном - полярная ночь.

21 марта и 23 сентября в равной мере освещены оба полюса Земли. Солнце на обоих полюсах видно на самом горизонте. В эти дни продолжительность дня и ночи на нашей планете везде одинаковая. Поэтому 21 марта и 23 сентября называют днями весеннего и осеннего равноденствий.

Условные линии, за которыми начинается полярный день (или ночь), называют полярными кругами. В день летнего солнцестояния (22 июня) на Северном полярном круге солнечный диск в полночь почти касается линии горизонта, но не заходит. Здесь полярный день равен одним суткам. В этот день Солнце в полдень стоит прямо над самой головой на другой воображаемой линии. Она называется Северным тропиком. В переводе с греческого языка слово «тропикос» означает «поворотный». Солнце словно «поворачивает» от одного тропика к другому. Отсюда и название этих линий.

Полярные круги и тропики обозначили ещё в Древней Греции. Уже тогда предположили, что между тропиками будет очень жарко, и выделили жаркий пояс Земли. Земная поверхность в этом поясе хорошо нагревается лучами. Здесь целый год тепло, и перепады температуры небольшие.

За полярными кругами, где Солнце поднимается невысоко и может отсутствовать до полугода, находятся холодные пояса. Из-за низкого положения Солнца на небе поверхность Земли здесь даже летом нагревается слабо.

Между полярными кругами и тропиками расположены два умеренных пояса. В северном и южном умеренных поясах отчётливо происходит смена пор года.

Лето - самая тёплая пора года по двум причинам. Во-первых, летом самые продолжительные дни в году. Следовательно, земная поверхность дольше прогревается солнечными лучами. Во-вторых, Солнце на небосклоне находится выше, чем в остальное время. Поэтому солнечные лучи падают под большим углом, чем осенью или зимой.

Земля вращается. Значит и все точки на её поверхности тоже вращаются? А вот нет, не все. Проведите несложный эксперимент: карандашом проткните лист бумаги и покрутите его вокруг карандаша. Лист вращается, а карандаш нет (если крепко его держите). А значит, и точка пересечения карандаша с листом бумаги неподвижна. Зато всё вертеться вокруг оси, которая условно проходит через сам карандаш и эту точку. То же самое происходит и с земным шаром.

Шар вращается, а вот точки пересечения его поверхности с осью вращения неподвижны. Эти точки называются полюсами.

На поверхности Земли есть всего две точки, которые не участвуют в осевом вращении - это полюсы: Северный и Южный. Что мы знаем про них? Северный полюс - это, по сути, замёрзший океан, окружённый континентами. В отличие от него Южный полюс - это континент, окружённый океанами.

Интересный факт: Южный полюс гораздо холоднее Северного полюса. Температура в Антарктиде (Южный полюс) настолько низкая, что в некоторых местах этого континента снег никогда не тает. Средняя годовая температура в этой области составляет -58 градусов по Цельсию зимой, а самая высокая температура составила -12,3 градуса по Цельсию.

В отличие от него, средняя годовая температура в Арктическом регионе (Северный полюс) составляет – 43 градуса по Цельсию зимой и около 0 градусов летом.

А теперь подумайте, сколько можно провести прямых линий, соединяющих Северный и Южный полюса, и которые в любой своей точке ещё находились бы на одинаковом расстоянии от них? Очевидно, что можно провести только одну такую линию. Это и есть ось вращения Земли. Земная ось наклонена. Угол наклона оси Земли по отношению к плоскости эклиптики составляет 23,5 градуса. Это хорошо воссоздано на глобусе. Только вместо воображаемой оси наклонена металлическая.

Давайте ещё раз посмотрим на глобус. Видите в его средней части толстую линию? Она находится на одинаковом удалении от обоих полюсов, то есть делит планету пополам. Эта линия называется экватором (в переводе с греческого означает «уравнитель»). Экватор делит земной шар на два полушария - Северное и Южное.