Рухи Землі. Добове обертання Землі та його наслідки

Мал. 7. Дія сили інерції – сили відхилення

Результатом обертання Землі є зміна дня й ночі, а отже, існує й добова ритмічність явищ і процесів у географічній оболонці, добовий хід температури, денний і нічний бризи тощо. Дуже яскраво виражений добовий ритм живої природи. Унаслідок досить швидкої зміни дня та ночі Земля не може ні перегрітися, ні охолодитися. Тому живі організми почувають себе досить комфортно.

Повне обертання навколо своєї осі (на 360°) Земля робить за 23 год 56 хв 4 с, для зручності вважають – за 24 год. За 1 год Земля переміщується на 15° (360°: 24 = 15°) – це кутова швидкість обертання Землі.

Шлях навколо Сонця Земля здійснює за 365 діб 5 год 48 хв 48 с. Це її річна ритміка, земний рік, орбітальний рух. Мінімальна відстань від Землі до Сонця – 147 млн км (наприкінці грудня), максимальна – 152 млн км (наприкінці червня), середня – 150 млн км. Для вимірів відстаней у Сонячній системі використовують астрономічну одиницю. У межах Галактики відстань визначають у світлових роках – відстань, яку промінь світла проходить за 1 земний рік. Річна ритміка – результат руху Землі навколо Сонця. Це зумовлює своєрідний розподіл тепла на планеті, викликає почергову зміну пір року, ритм і спосіб життя людей, зміни в інтенсивності грунтоутворення й руйнування гірських порід, сезонні особливості розвитку рослинності та господарської діяльності людини.

Цікаво, що різні ландшафти планети характеризуються різною добовою й річною ритмікою. Так, річна ритміка найкраще виражена в помірних широтах і дуже слабо – в екваторіальному поясі.

– Поясніть, чому.

Добові ритми протікають на тлі річних ритмів, річні – на тлі багаторічних. Існують також вікові, багаторічні ритми, наприклад зміна клімату (похолодання-потепління).

Зміни в географічній оболонці відбуваються й у результаті руху материків, наступу й відступу морів, у ході геологічних процесів.

Дні рівнодення та сонцестояння. Рівнодення – це момент часу, у який центр сонячного диска у своєму видимому русі екліптикою перетинає небесний екватор. У дні рівнодення тривалість дня на всій Землі, крім районів земних полюсів, майже дорівнює тривалості ночі. Початок дня визначають за появою над горизонтом краю сонячного диска.

Весняне й осіннє рівнодення – це момент, коли схилення Сонця дорівнює нулю. Сонце проходить точку весняного рівнодення 20-21 березня за Гринвічем (цей момент уважають початком астрономічної весни в Північній півкулі), а точку осіннього рівнодення – 22-23 вересня (початок астрономічної осені в Північній півкулі) (мал. 8).

У багатьох народів світу в різні часи весняне рівнодення було початком нового року. Цей момент є відліком для важливих подій у різних релігіях, зокрема в іудаїзмі (Песах), християнстві (обчислення дати Великодня), ісламі (Навруз) тощо. У давніх слов’ян під час осіннього рівнодення відзначали “весілля свічки”, а до 1700 р. Новий рік святкували у вересні (14 вересня, на Семена, за юліанським календарем – це 1 вересня).

Сонцестояння – момент часу, у який центр Сонця проходить або через північну точку екліптики 23° 27′ пн. ш. (точка літнього сонцестояння), або через південну її точку, що має схилення 23° 27′ пд. ш. (точка зимового сонцестояння). У році два сонцестояння – зимове й літнє.

У Північній півкулі зимове сонцестояння спостерігається 21-22 грудня, тоді в цей час найкоротший день і найдовша ніч, а літнє сонцестояння – 20-21 червня, тоді спостерігається найкоротша ніч і найдовший день (мал. 8). День літнього сонцестояння вважають початком астрономічного літа – Сонце вступає до зодіаку Рака. День зимового сонцестояння вважають початком астрономічної зими – Сонце вступає до зодіаку Козерога.

Мал. 8. Схема обертання Землі навколо Сонця

У Південній півкулі зимове сонцестояння спостерігається 20-21 червня, а літнє – 21-22 грудня.

Під час літнього сонцестояння давні слов’яни святкували день Івана Купала.

Пояси освітлення. Зважаючи на особливості падіння кута сонячних променів, а також на характер зміни світлої та темної частин доби, на Землі визначають п’ять основних поясів освітлення (мал. 9).

Тропічний (жаркий) пояс освітлення (між 23,5° пн. ш. і 23,5° пд. ш.): сонце на кожній паралелі двічі на рік буває в зеніті, кут падіння сонячних променів протягом року великий і змінюється незначною мірою. Сезонні зміни в тривалості дня й ночі досить незначні.

Помірні північний і південний пояси освітлення (відповідно між 23,5° пн. ш. і 66,7° пн. ш.; між 23,5° пд. ш. і 66,7° пд. ш.): сонце ніколи не буває в зеніті, але не буває і явищ полярного дня та полярної ночі. Протягом року висота Сонця над горизонтом змінюється на 47°, що зумовлює максимальне вираження сезонних змін в інтенсивності освітлення та тривалості світлового дня.

Зміна сезонів обумовлює й відмінність рослинності від тропічної. Якщо тропічна рослинність зеленіє протягом року, то тут переважна більшість кущів і дерев у холодні місяці “засинає”, тобто скидає листя й припиняє ріст. Деякі види тварин теж на зиму впадають у сплячку, чого не буває в жаркому поясі.

Полярні (холодні) північний і південний пояси освітлення (відповідно між 66,7° пн. ш. і 90° пн. ш.; між 66,7° пд. ш, і 90° пд. ш.): спостерігається явище полярного дня й полярної ночі (від 1 доби на полярних колах до півроку на полюсах). Зміна кута падіння сонячних променів – від 47° на полярних колах до 23,4° на полюсах під час полярних дня й ночі.

Тому, незважаючи на безперервне освітлення протягом полярного дня, кількість сонячної радіації, що потрапляє на поверхню планети, дуже мала.

Холод і мала освітленість у полярних поясах упливають на рослинний світ. При наближенні до центру пояса рослинності стає все менше. Тут немає навіть моху. Це стосується й тварин: що далі від полюса – то більша їхня різноманітність.

Загалом неважко помітити, що пояси освітлення Землі дуже впливають на ареал проживання всіх живих істот планети.

Мал. 9. Пояси освітлення Землі

Запитання та завдання

1. Поясніть вплив добового обертання Землі навколо своєї осі на природу планети.

2. Чи впливає на формування природи Землі її рух навколо Сонця?

3. Наведіть приклади добових і річних ритмів у географічній оболонці.

4. Подумайте, чому вікові ритми менше вивчені, ніж добові та річні.

5. Назвіть і охарактеризуйте основні пояси освітлення.

6. Подумайте, як би розподілилося сонячне проміння, якби поверхня Землі була плоскою.

Працюємо з картою та атласом

Позначте й надпишіть на контурній карті півкуль:

– синім олівцем – полярні кола, червоним олівцем – тропіки;

– штрихуванням – пояси освітленості: тропічний пояс – червоним олівцем, помірні – зеленим, полярні – синім;

– напишіть назви поясів освітленості.

Сторінка дослідника

Зобразіть схематичним малюнком положення Землі відносно Сонця 22 грудня. Подумайте, як треба розташувати межу світла й тіні щодо полярних кіл. Проведіть на малюнку паралель, що має широту вашої місцевості. Обведіть синім олівцем ті частини паралелей, які знаходяться в тіні. Зробіть висновок про тривалість дня та ночі на цих паралелях.

Цікавий факт

Чи залежить погода від стану небесних світил і їх розміщення на небосхилі? На стан земної атмосфери, а отже, і на погоду на Землі можуть впливати лише світила, які є джерелом енергії, що надходить на нашу планету. Сонце – практично єдине таке джерело й, значить, єдине світило, від розміщення на небосхилі та стану якого залежить погода на Землі. Решта зір, інші планети Сонячної системи, так само як Місяць, ніякого прямого впливу на погоду Землі не мають. Але умови їх спостереження із Землі дуже залежать від умов погоди – це й дало привід людям у далекому минулому пов’язувати зміни погоди, які відбуваються на Землі, з розміщенням небесних світил.

Сонце – джерело енергії