Die Position der Erde um die Sonne. Folgen der Erdrotation - Geographie7. Schwingung der Erdachse
„Unser Planet dreht sich“ – eine solche Aussage ist längst selbstverständlich geworden. Außerdem ist diese Rotation komplex, wahrscheinlich sogar noch komplexer, als man sich vorstellen kann, und vom Menschen nicht bis zum Ende erforscht, weil die Grenzen des Universums noch nicht bekannt sind und niemand sagen kann – um was dreht sich schließlich unser gesamter Planet Welt. Jede Drehung ist jedoch, wie jede Bewegung, eine relative Sache, und es scheint uns von der Erde aus, dass nicht wir, sondern die ganze Welt sich um uns dreht, weshalb es so viele Jahrhunderte dauerte, bis ein Mensch das erkannte Rotation seines eigenen Planeten. Und was jetzt offensichtlich erscheint, war tatsächlich sehr, sehr schwierig: Ihre Welt von außen zu betrachten, besonders wenn es scheint, dass sie das Zentrum des Universums ist. Versuchen wir herauszufinden, wie sich unser Planet dreht und welche Konsequenzen sich daraus ergeben.
Drehung um die eigene Achse
Die Erde dreht sich um ihre eigene Achse und macht in 24 Stunden eine komplette Umdrehung. Von unserer Seite - auf der Erde - beobachten wir die Bewegung des Himmels, der Sonne, Planeten und Sterne. Der Himmel dreht sich von Osten nach Westen, sodass die Sonne und die Planeten im Osten aufgehen und im Westen untergehen. Der wichtigste Himmelskörper ist für uns natürlich die Sonne. Die Rotation der Erde um ihre eigene Achse bewirkt, dass die Sonne jeden Tag über dem Horizont aufgeht und jede Nacht hinter ihm verschwindet. Eigentlich ist das der Grund dafür, dass Tag und Nacht aufeinander folgen. Auch der Mond ist für unseren Planeten von großer Bedeutung. Der Mond scheint mit Licht, das von der Sonne reflektiert wird, daher kann der Wechsel von Tag und Nacht nicht davon abhängen, aber der Mond ist ein sehr massives Himmelsobjekt, so dass er die flüssige Hülle der Erde an sich ziehen kann - leicht verformt es. Nach kosmischen Maßstäben ist diese Anziehungskraft vernachlässigbar, aber nach unseren ist sie ziemlich greifbar. Wir sehen zweimal am Tag Flut und zweimal am Tag Ebbe. Gezeiten werden auf dem Teil des Planeten beobachtet, über dem sich der Mond befindet, und auch auf der gegenüberliegenden Seite. Die Gezeiten sind gegenüber den Gezeiten um 90° verschoben. Der Mond macht in einem Monat eine vollständige Umdrehung um die Erde (daher der Name des unvollständigen Mondes am Himmel), gleichzeitig macht er eine vollständige Umdrehung um seine Achse, sodass wir immer nur eine Seite des Mondes sehen. Wer weiß, wenn sich der Mond an unserem Himmel drehen würde, hätten die Menschen vielleicht schon viel früher auf die Rotation ihres Planeten geahnt.
Schlussfolgerungen: Die Rotation der Erde um ihre Achse führt zu einem Wechsel von Tag und Nacht, der Entstehung von Gezeiten.
Rotation um die Sonne
Erst im 17. Jahrhundert löste das heliozentrische Weltbild (Erde und Planeten kreisen um die Sonne) das geozentrische Weltbild (Sonne und Planeten kreisen um die Erde) endgültig ab. Die Entwicklung der Astronomie und die Beobachtung der Planeten machten es nicht mehr möglich zu behaupten, dass sich die Welt um die Erde dreht. Nun ist es für jeden offensichtlich, dass unser Planet in etwa 365,25 Tagen eine Umdrehung um die Sonne macht. Leider ist dies nicht sehr praktisch, und es ist unmöglich, dieses Datum zu runden, da sich sonst ein Fehler von einem Tag über 4 Jahre ansammelt. Übrigens bereitete diese Funktion den alten Völkern viele Probleme, da die Erstellung des Kalenders aufgrund der ungeraden Anzahl von Tagen im Jahr zu Verwirrung führte. Dies betraf sogar das alte Rom, es gab ein solches Sprichwort, das in freier Interpretation bedeutete, dass die Römer immer große Siege erringen, aber sie wissen nicht genau, an welchem Tag es geschah. Er führte 45 v. Chr. die notwendige Reform des Kalenders durch. Julius Caesar. Ihm zu Ehren nennen wir den siebten Monat des Jahres immer noch „Juli“. Im Julianischen Kalender ist jedes 4. Jahr ein Schaltjahr, das heißt, es sind 366 Tage – der 29. Februar wird hinzugefügt. Dieses System erwies sich jedoch als nicht genau genug, da sich im Laufe der Zeit ein Fehler darin ansammelte. Das Jahr ist tatsächlich 11 Minuten kürzer, was im Laufe der Jahrhunderte an Bedeutung gewinnt. Für etwa 128 Jahre akkumuliert der Julianische Kalender einen Fehler von 1 Tag. Aus diesem Grund musste ein neuer Kalender eingeführt werden - der gregorianische Kalender (er wurde von Papst Gregor XIII. eingeführt). Dieser Kalender wird noch heute verwendet. Darin gelten nicht alle Jahre, die durch 4 teilbar sind, als Schaltjahre. Jahre, die ein Vielfaches von 100 sind, sind nur dann Schaltjahre, wenn sie durch 400 teilbar sind. Aber selbst dieser Kalender ist nicht perfekt, er wird einen Fehler von 1 Tag in 10.000 Jahren akkumulieren. Stimmt, bisher sind wir mit einem solchen Fehler zufrieden. In anderen Dingen wird dieses Problem rein technisch gelöst, indem alle 10.000 Jahre am 30. Februar eingetreten wird, was uns jedoch nicht bedroht.
Die Erde dreht sich also in einem Jahr um die Sonne, während auf ihr die Jahreszeiten wechseln. Grund dafür ist die Neigung der Erdachse. Die Rotationsachse unseres Planeten (und wir sehen dies auf dem Globus) ist um einen Winkel von 23,5 ° geneigt. Gleichzeitig „schaut“ sie immer auf einen Punkt am Himmel, neben dem sich der Polarstern befindet, wodurch der Eindruck entsteht, dass sich die Himmelskugel um diesen Punkt dreht. Die Neigung der Erdachse führt dazu, dass die Erde ein halbes Jahr von der Nordhalbkugel zur Sonne geneigt und ein halbes Jahr von der Nordhalbkugel abgewandt und von der Südhalbkugel gedreht wird. Dies führt dazu, dass sich die Höhe der Sonne über dem Horizont von Monat zu Monat ändert - im Winter steigt sie niedrig, wir erhalten wenig Wärme und es wird kalt. Aber auf der gegenüberliegenden Hemisphäre ist in diesem Moment Sommer - sie ist der Sonne zugewandt, in sechs Monaten kommt der Sommer bei uns. Die Sonne steigt immer höher über den Horizont und erwärmt unsere Hälfte der Erde, doch auf der anderen Seite des Planeten naht der Winter. (siehe Abbildung; Quelle: http://www.rgo.ru/2011/01/kogda-prixodit-osen/)
Ich möchte anmerken, dass wir die Neigung der Erdachse als konstant betrachten, und nach den Maßstäben des menschlichen Lebens ist dies der Fall, wenn auch nicht ganz. Tatsache ist, dass sich der Nordpol der Welt am Himmel (wo sich jetzt der Nordstern befindet) langsam verschiebt. Dieses Phänomen wird Polpräzession genannt. Derselbe Vorgang wird bei einem Kreisel beobachtet, den wir gut zu sehen beginnen, wenn der Kreisel zu stoppen beginnt. Trotz der schnellen Drehung beginnt sein Griff Kreise zu beschreiben und ändert langsam die Richtung seiner Achsenneigung. Natürlich ist die Erde keine Spitze und eine strenge Parallele kann nicht gezogen werden, aber der Prozess ist ähnlich, sodass der Polarstern in einigen tausend Jahren nicht mehr am „Pol der Welt“ stehen wird. Ein Leben lang wird ein Mensch solche Prozesse jedoch nicht beobachten können. Sowie die Änderung der Neigung der Erdachse. Offensichtlich hat sich die Neigung unseres Planeten in den 4,5 Milliarden Jahren seines Bestehens geändert, was schwerwiegende Folgen für den gesamten Planeten hatte, aber die Änderung der axialen Neigung kann nicht schneller als 1 ° in Hunderttausenden von Jahren erfolgen! Einige pseudowissenschaftliche Filme erzählen uns von einer möglichen fast augenblicklichen Verschiebung der geografischen Pole, aber nach den Naturgesetzen kann dies physikalisch nicht passieren.
Fazit: Die Rotation der Erde um die Sonne führt aufgrund der konstanten Neigung der Erdachse von 23,5° zu einem Wechsel der Jahreszeiten
Rotation um das Zentrum der Galaxie
Die Erde und das gesamte Sonnensystem befinden sich in einer Galaxie, die wir Milchstraße nennen. Es erhielt einen solchen Namen, weil unsere Galaxie in einer mondlosen Nacht bei klarem Himmel außerhalb der Stadt wie ein heller, länglicher Streifen aussieht. Für die Menschen des Altertums ähnelte es Milch, die über den Himmel vergossen wurde, was in Wirklichkeit aus Millionen von Sternen in unserer Galaxie besteht. Die Galaxie hat eigentlich eine Spiralform und sollte unserem nächsten Nachbarn ähneln – der Andromeda-Nebel-Galaxie (im Bild). Leider können wir unsere eigene Galaxie noch nicht von außen betrachten, aber moderne Berechnungen und Beobachtungen zeigen, dass unser System in einem ihrer Arme etwas näher am Rand der Milchstraße liegt. Die Arme einer Spiralgalaxie drehen sich langsam um ihr Zentrum, und wir auch. Die Erde und das gesamte Sonnensystem machen in 225-250 Millionen Jahren eine vollständige Umdrehung um das Zentrum der Galaxie. Leider ist über die Folgen dieser Rotation zu wenig bekannt, da das bewusste Leben der Menschheit auf der Erde in Jahrtausenden gemessen wird und ernsthafte Beobachtungen jedoch erst seit wenigen Jahrhunderten durchgeführt werden, welche Prozesse in der Galaxie ablaufen muss sich auch irgendwie auf das Leben auf unserem Planeten auswirken, aber das bleibt abzuwarten.
Die Erde dreht sich wie andere Planeten um die Sonne. Diese Bahn der Erde wird Umlaufbahn genannt (lat. Orbita - Spur, Straße). Ein Beweis für die Umlaufbahn der Erde sind die Phänomene der Aberration des Lichts der Sterne und ihrer parallaktischen Verschiebung, die einer periodischen Natur innewohnen. Die Periodizität beträgt ein Jahr, was der Umlaufzeit der Erde um die Sonne entspricht.
Die Bewegung der Sonne entlang der Ekliptik spiegelt die Bewegung der Erde auf ihrer Umlaufbahn wider. Die Ekliptik ist ein großer Kreis der Himmelskugel, der entsteht, wenn seine Bahnebene sie schneidet. Die Ebene der Ekliptik ist zur Ebene des Himmelsäquators geneigt und schneidet sie unter einem Winkel von 23°27".
Erdumlaufbahn- eine Ellipse in der Nähe eines Kreises, in deren einem der Brennpunkte die Sonne steht. Die Entfernung von der Erde zur Sonne variiert im Laufe des Jahres von 147 Millionen km am Perihel (2. Januar) bis 152 Millionen km am Aphel (5. Juli). Die Länge der Umlaufbahn beträgt über 930 Millionen km. Die Erde (genauer gesagt das Baryzentrum) bewegt sich auf ihrer Umlaufbahn von West nach Ost entsprechend der Richtung ihrer axialen Rotation mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von etwa 29,8 km/s und legt die gesamte Strecke in 365 Tagen zurück. 6 Std. 9 Min. 9 Sek. Dieser Zeitraum wird Sternenjahr (Sternjahr) genannt.
tropisches Jahr- das Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Sonnendurchgängen durch das Frühlingsäquinoktium. Es ist 20 Minuten kürzer als das Sternjahr und entspricht 365 Tagen. 5 h 48 min 46 s, da sich das Frühlingsäquinoktium langsam in Richtung der Umlaufbahn der Erde (in Richtung der scheinbaren jährlichen Bewegung der Sonne) in einem Winkel von 50 "pro Jahr verschiebt und das Äquinoktium auftritt, bevor die Sonne 360 ° entlang läuft die Ekliptik Dieses Phänomen wurde Präzession der Äquinoktien genannt und wird durch Präzession verursacht. Präzession- langsame kegelförmige Drehung der Erdachse um eine Senkrechte zur Bahnebene mit einem Scheitelpunkt im Erdmittelpunkt. Die Periode seiner vollständigen Rotation beträgt etwa 26.000 Jahre. Die Präzession wird durch die Anziehung der Äquatorialwölbung der Erde durch Sonne und Mond und deren Tendenz verursacht, die Erdachse in eine senkrechte Position zur Ebene der Umlaufbahn zu drehen, um die Ebenen des Himmelsäquators und der Ekliptik auszurichten. Aber die Erde wirkt wie jeder rotierende Körper diesen Kräften entgegen, was eine kegelförmige Rotation ihrer Achse um die Pole verursacht (wie die Achse eines rotierenden Kreisels). Durch die Veränderung der Lage der Erdachse und der Weltachse verändern sich die räumliche Lage des Erd- und Himmelsäquators und dementsprechend die Punkte der Frühlings- und Herbstäquinoktien.
Aufgrund des Auftakts der Tagundnachtgleiche verschiebt sich der Beginn aller Jahreszeiten allmählich auf frühere Daten. Nach 13.000 Jahren werden die Daten der Frühlings- und Herbstäquinoktien ihre Plätze tauschen, der Sommer der nördlichen Hemisphäre wird in Dezember, Januar und Februar fallen und der Winter in Juni, Juli und August.
Die Folge der Präzession ist auch die Bewegung der Weltpole zwischen den Sternen. Wenn jetzt der nahe Stern am Nordpol der Welt (P) der Polarstern im Sternbild Ursa Minor ist, dann wird in 13.000 Jahren der Polarstern Vega im Sternbild Lyra an seiner Stelle sein und werden.
In der Neuzeit ist die Rotationsachse der Erde in einem Winkel von 66,5° zur Ebene der Umlaufbahn geneigt und bewegt sich im Laufe des Jahres im Weltraum parallel zu sich selbst. Dies führt zum Wechsel der Jahreszeiten und zur Ungleichheit von Tag und Nacht – die wichtigsten Folgen der Umdrehung der Erde auf ihrer Bahn um die Sonne.
Wenn die Erdachse senkrecht zur Ebene der Umlaufbahn wäre, dann wäre die lichttrennende Ebene und Terminator(eine Lichttrennlinie auf der Erdoberfläche) durch beide Pole gehen und alle Parallelen halbieren würde, der Tag immer gleich der Nacht wäre und die Sonnenstrahlen am Äquator am Mittag immer senkrecht einfallen würden . Wenn Sie sich vom Äquator entfernen, würde der Einfallswinkel abnehmen und an den Polen gleich Null werden. Unter diesen Bedingungen würde die Erwärmung der Erdoberfläche im Laufe des Jahres vom Äquator bis zu den Polen abnehmen und es gäbe keinen Wechsel der Jahreszeiten.
Die Neigung der Erdachse zur Ebene der Umlaufbahn und die Beibehaltung ihrer Orientierung im Raum bewirken zu verschiedenen Jahreszeiten unterschiedliche Einfallswinkel der Sonnenstrahlen und dementsprechend Unterschiede im Wärmefluss zur Erdoberfläche , sowie ungleiche Tag- und Nachtlängen das ganze Jahr über in allen Breiten, mit Ausnahme des Äquators, wo Tag und Nacht immer gleich 12 Stunden sind.
22. Juni die erdachse mit ihrem nördlichen ende ist der sonne zugewandt. Heute - Sommersonnenwende- die Sonnenstrahlen am Mittag fallen senkrecht auf den Breitengrad 23,5° N. Sch. - das ist der Nördliche Wendekreis (griechisch tropikas - Wendekreis). Alle Breitengrade nördlich des Äquators bis 66,5°N. Sch. der größte Teil des Tages ist beleuchtet - in diesen Breiten ist der Tag länger als die Nacht. Nördlich von 66,5° N. Sch. Am Tag der Sommersonnenwende wird das Gebiet vollständig von der Sonne beleuchtet - es gibt einen Polartag. Parallele 66,5° N Sch. ist die Grenze, an der der Polartag beginnt - das ist der Polarkreis. Am selben Tag bei allen Breitengraden südlich des Äquators bis 66,5° S. Sch. der Tag ist kürzer als die Nacht. Südlich von 66,5°S Sch. das Gebiet ist überhaupt nicht beleuchtet - es gibt eine Polarnacht. Parallel 66,5°S Sch. - Südpolarkreis. 22. Juni - Beginn des astronomischen Sommers auf der Nordhalbkugel und des astronomischen Winters auf der Südhalbkugel.
22. Dezember die erdachse mit ihrem südlichen ende ist der sonne zugewandt. Heute - Wintersonnenwende- die Sonnenstrahlen am Mittag fallen senkrecht auf den parallelen 23,5° S. Sch. - Südlicher Wendekreis. Auf allen Breitengraden südlich des Äquators bis 66,5° S. Sch. der Tag ist länger als die Nacht. Ausgehend vom Polarkreis wird der Polartag festgelegt. An diesem Tag auf allen Breitengraden nördlich des Äquators bis 66,5° N. Sch. der Tag ist kürzer als die Nacht. Jenseits des Polarkreises ist die Polarnacht. 22. Dezember - Beginn des astronomischen Sommers auf der Südhalbkugel und des astronomischen Winters auf der Nordhalbkugel.
21. März- in Tag der Frühlings-Tagundnachtgleiche- und 23. September- in Herbsttagundnachtgleiche- Der Terminator geht durch beide Pole der Erde und teilt alle Parallelen in zwei Hälften. Die nördliche und die südliche Hemisphäre sind heutzutage gleichermaßen beleuchtet, der Tag ist überall auf der Erde gleich der Nacht. Die Sonne steht am Mittag im Zenit über dem Äquator. Auf der Erde sind der 21. März und der 23. September der Beginn des astronomischen Frühlings und des astronomischen Herbstes in den jeweiligen Hemisphären.
Der Jahreszeitenrhythmus in der Natur ist mit dem Wechsel der Jahreszeiten verbunden. Es manifestiert sich in Änderungen der Temperatur, Luftfeuchtigkeit und anderer meteorologischer Indikatoren, im Regime von Gewässern, im Leben von Pflanzen, Tieren usw.
Literatur.
- Lyubuschkina S.G. Allgemeine Geographie: Proc. Zuschuss für Studierende, die in besonderem Umfang eingeschrieben sind. "Geographie" / S.G. Ljubuschkina, K. V. Pashkang, A.V. Tschernow; Ed. EIN V. Tschernow. - M. : Bildung, 2004. - 288 p.
Erde führt nicht nur eine tägliche Rotation durch Verkehr um die Achse (genauer gesagt:), sondern hat auch eine Translationsbewegung entlang seiner Umlaufbahn um die Sonne, zusammen mit anderen Planeten, die wir jedoch nicht bemerken.
Erde um die Sonne
Es scheint uns, dass sich die Erde in einem stationären Zustand befindet und die Sonne sich um sie dreht.
Stellen Sie sich am besten visuell vor, dass Ihr Schiff vor Anker gegangen ist und auf einer Reede in der Nähe einer Hafenstadt angelegt hat. Du hast das Boot abgesenkt und bist zur Mündung eines kleinen Flusses gefahren. Das Wetter ist klar und ruhig. Das Boot rast an der Wasseroberfläche entlang, und es scheint, dass die Ufer des Flusses schnell auf Sie zulaufen und das Boot stillsteht.
Dies sind dieselben bewegungslosen Menschen, die früher die Erde betrachteten und die scheinbare Bewegung der Sonne durch die Tierkreiskonstellationen beobachteten.
Insgesamt rein Sonnensystem bekannt neun groß Planeten: Merkur, Venus, Erde, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun und Pluto. Die Planeten haben kein eigenes Licht, und wenn wir sie manchmal in Form sehr heller Sterne beobachten, liegt das daran, dass sie das auf sie fallende Licht der Sonne reflektieren.
Die Planeten bewegen sich zwischen den Sternen über den Himmel, weshalb sie Planeten genannt wurden, also "wandernde Gestirne".
Umlaufzeiten der Planeten um die Sonne
Geschwindigkeiten u Rotationsperioden der Planeten um die Sonne variieren je nach Entfernung von der Sonne. Planeten, die näher an der Sonne liegen, rotieren schneller und durchlaufen ihre Bahn in viel kürzeren Zeiträumen als Planeten, die weiter von der Sonne entfernt sind.
Zum Beispiel, Quecksilber- der sonnennächste Planet - umrundet die Sonne in gerade mal 88 Tage. Pluto, der im Vergleich zu allen anderen uns bekannten Planeten am weitesten von der Sonne entfernt ist, befindet sich in 249 Erdenjahre.
Die Bahnen der Planeten um die Sonne
Die Bahnen der Planeten um die Sonne, Sie heißen Umlaufbahnen. Die Bahnen der Planeten sind Ellipsen oder längliche Kreise. Dies wurde zuerst von einem brillanten Mathematiker und Astronomen bewiesen Johannes Kepler.
Der Grad der Elongation der Planetenbahnen ist unterschiedlich und relativ gering. Die Umlaufbahnen von Merkur und Pluto sind am längsten. Was die Erdumlaufbahn betrifft, können wir das sagen es unterscheidet sich fast nicht vom Kreis.
Eine Ellipse ist einfach zu zeichnen. Nehmen Sie einen kurzen Faden und binden Sie die Enden zusammen. Wir legen diesen Faden auf zwei Stifte, die in einem fest auf dem Tisch liegenden Blatt Papier stecken, einer voneinander in einem Abstand von etwas weniger als der Hälfte des gesamten Fadens.
Wir dehnen den Faden mit einem Bleistift und ziehen ihn in dieser Position über ein auf dem Tisch liegendes Blatt Papier. Holen Sie sich eine Ellipse.
Die Punkte, an denen die Stifte stecken, werden aufgerufen Tricks. Die Sonne befindet sich in einem der Brennpunkte der Ellipsen der Umlaufbahnen der Erde und aller anderen Planeten im Sonnensystem.
Die Brennpunkte der Planetenbahnen liegen sehr nahe an den Mittelpunkten der Ellipsen, die genau in der Mitte zwischen den Brennpunkten liegen.
Entfernung der Erde von der Sonne
Durchschnitt Entfernung der Erde von der Sonne handelt von 150 Millionen Kilometer. Diese Entfernung entspricht fast dem 3750-fachen des Umfangs des Erdäquators. Um die Strecke von der Erde zur Sonne zurückzulegen, muss ein Zug mit einer Geschwindigkeit von 50 Kilometern pro Stunde etwa 350 Jahre ohne Halt fahren. Selbst in einem Flugzeug, das mit einer Geschwindigkeit von etwa 350 Stundenkilometern fliegt, würden wir 50 Jahre brauchen, um die Sonne zu erreichen.
Die Erde macht in einem Jahr, genauer gesagt in 365 ¼ Tagen, eine komplette Umdrehung um die Sonne. Zu diesem Zeitpunkt legt unser Planet im Weltall eine Strecke von etwa 900 Millionen Kilometern zurück. Seit mehr als 20.000 Jahren muss ein Fußgänger ununterbrochen laufen und jede Stunde 5 Kilometer zurücklegen, um diese Strecke zurückzulegen. Ein Flugzeug, das mit einer Geschwindigkeit von 350 Stundenkilometern fliegt, würde etwa 300 Jahre brauchen, um einen Nonstop-Flug in einer Entfernung zu absolvieren, die der jährlichen Bahn unserer Erde entspricht.
Jede Sekunde bewegt sich die Erde auf ihrer Umlaufbahn um fast 30 Kilometer.. Um ein Uhr geht sie vorbei Der Weg ist ungefähr 108.000 Kilometer lang. Stellen Sie sich nun vor, wie lang die Jahresbahn der Erde ist und mit welch ungeheurer Geschwindigkeit sie durch die grenzenlosen Weiten der Welt rast.
Wir, normale irdische Passagiere, spüren keinerlei Erschütterungen oder andere Unannehmlichkeiten bei unserer Reise durch das Universum auf diesem „Schiff“. Wir haben keine Angst vor dem Abgrund, der uns umgibt - wir haben uns fest auf unserer Erde niedergelassen.
Wenn wir ein solches fliegendes Projektil schaffen könnten, dessen Fluggeschwindigkeit der Geschwindigkeit der Erde entlang ihrer Umlaufbahn entsprechen würde, oder mindestens sogar 11-12 Kilometer pro Sekunde, dann würde dieses Projektil die Erde während seines ersten Fluges verlassen und , nachdem es seine Schwerkraft überwunden hat, würde es sich für immer vor unseren Augen im grenzenlosen Raum der Welt verstecken.
Wenn wir ein solches Geschütz hätten, dessen Granaten eine Fluggeschwindigkeit von etwa 9 Kilometern pro Sekunde hätten, dann würden sich diese Granaten in ewige Trabanten unseres Planeten verwandeln, sie würden für immer die Erde umkreisen und könnten weder weit ins Weltall noch fliegen zu Boden fallen.
Bahn der Erde im Orbit
Die Erde bewegt sich auf ihrer Umlaufbahn um die Sonne nicht mit der gleichen Geschwindigkeit. Je näher es an der Sonne ist, desto größer ist seine Geschwindigkeit, und umgekehrt nimmt seine Geschwindigkeit ab, wenn es sich von der Sonne entfernt. BEI Aphelpunkt(der von der Sonne am weitesten entfernte Punkt der Erdumlaufbahn) ist die Geschwindigkeit der Erdbewegung am kleinsten, und am Punkt des Perihels(der Punkt in der Erdumlaufbahn, der der Sonne am nächsten ist) ist der größte.
Der fünftgrößte Planet im Sonnensystem - die vor 4,54 Milliarden Jahren aus protoplanetarem Staub und Gas entstandene Erde - hat die Form einer nicht ganz regelmäßigen Kugel und dreht sich nicht nur um die Sonne in einer Umlaufbahn in Form einer schwach ausgeprägten Ellipse mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von ca. 108.000 km / h, sondern auch um die eigene Achse. Die Drehung erfolgt vom Nordpol aus gesehen in Richtung von West nach Ost, also gegen den Uhrzeigersinn. Gerade weil sich die Erde um die Sonne und gleichzeitig um ihre eigene Achse dreht, gibt es absolut in allen Teilen dieses Planeten einen periodischen Wechsel von Tag und Nacht sowie einen sequentiellen Wechsel der vier Jahreszeiten.
Die durchschnittliche Entfernung von der Sonne zur Erde beträgt ungefähr 150 Millionen km, und der Unterschied zwischen der kleinsten und größten Entfernung beträgt ungefähr 4,8 Millionen km, während die Erdumlaufbahn ihre Exzentrizität nur geringfügig ändert und der Zyklus 94.000 Jahre beträgt. Ein wichtiger Faktor, der das Klima der Erde beeinflusst, ist die Entfernung zwischen ihr und der Sonne. Es gibt Vermutungen, dass die Eiszeit auf der Erde genau zu dem Zeitpunkt begann, als sie sich in größtmöglicher Entfernung von der Sonne befand.
Zusätzlicher Tag im Kalender
Die Erde macht eine Umdrehung um ihre eigene Achse in etwa 23 Stunden und 56 Minuten, und eine Umdrehung um die Sonne dauert 365 Tage und 6 Stunden. Dieser Periodenunterschied summiert sich allmählich und alle 4 Jahre erscheint ein zusätzlicher Tag in unserem Kalender (29. Februar), und ein solches Jahr wird als Schaltjahr bezeichnet. Auch dieser Prozess wird durch den in unmittelbarer Nähe befindlichen Mond beeinflusst, dessen Gravitationsfeld die Rotation der Erde allmählich verlangsamt, was wiederum den Tag alle 100 Jahre um etwa ein Tausendstel verlängert.
Ein signifikanter Klimawandel steht bevor
Der Wechsel der Jahreszeiten entsteht durch die Neigung der Rotationsachse der Erde zur Umlaufbahn der Sonne. Dieser Winkel beträgt jetzt 66° 33'. Die Anziehungskraft anderer Trabanten und Planeten verändert nicht den Neigungswinkel der Erdachse, sondern versetzt die Erde in einen Kreiskegel – diesen Vorgang nennt man Präzession. Im Moment ist die Position der Erdachse so, dass der Nordpol dem Polarstern gegenüberliegt. In den nächsten 12.000 Jahren wird sich die Erdachse aufgrund der Auswirkungen der Präzession verschieben und gegenüber dem Stern Wega sein, der nur die Hälfte des Weges zurückgelegt hat (der vollständige Präzessionszyklus dauert 25.800 Jahre), und sehr bedeutende klimatische Veränderungen verursachen Veränderungen auf absolut der gesamten Erdoberfläche.
Schwankungen, die den Klimawandel der Erde verursachen
Zweimal im Monat beim Passieren des Äquators und zweimal im Jahr bei gleichem Sonnenstand nimmt die Anziehungskraft der Präzession ab und wird gleich Null, danach nimmt sie wieder zu, d.h. die Präzessionsraten sind oszillierend . Diese Schwankungen nennt man Nutation, sie erreichen im Mittel alle 18,6 Jahre ihren Maximalwert und nehmen hinsichtlich ihres Einflusses auf das Klima den zweiten Platz nach dem Wechsel der Jahreszeiten ein.
Kurz in der Rotation der Erde um die Sonne.
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Detail:
Erde
Grundbewegungen der Erde im Weltraum
© Wladimir Kalanow,
Webseite"Wissen ist Macht".
Unser Planet dreht sich um seine eigene Achse von West nach Ost, also gegen den Uhrzeigersinn (vom Nordpol aus gesehen). Die Achse ist eine bedingte gerade Linie, die den Globus im Bereich des Nord- und Südpols durchquert, dh die Pole haben eine feste Position und "nehmen nicht an" der Rotationsbewegung teil, während sich alle anderen Orte auf der Erdoberfläche drehen und Die lineare Rotationsgeschwindigkeit auf der Erdoberfläche hängt von der Position in Bezug auf den Äquator ab - je näher am Äquator, desto höher die lineare Rotationsgeschwindigkeit (erklären wir, dass die Winkelgeschwindigkeit der Rotation jeder Kugel gleich ist seine verschiedenen Punkte und wird in rad / sec gemessen, wir diskutieren die Bewegungsgeschwindigkeit eines Objekts, das sich auf der Erdoberfläche befindet, und sie ist umso höher, je weiter das Objekt von der Rotationsachse entfernt ist).
Beispielsweise beträgt die Rotationsgeschwindigkeit in den mittleren Breiten Italiens ungefähr 1200 km / h, am Äquator ist sie maximal und beträgt 1670 km / h, während sie an den Polen Null ist. Die Folgen der Rotation der Erde um ihre Achse sind der Wechsel von Tag und Nacht und die scheinbare Bewegung der Himmelskugel.
Tatsächlich scheinen sich die Sterne und andere Himmelskörper des Nachthimmels in die entgegengesetzte Richtung zu unserer Bewegung mit dem Planeten zu bewegen (dh von Ost nach West). Es scheint, dass sich die Sterne um den Polarstern befinden, der sich auf einer imaginären Linie befindet - der Fortsetzung der Erdachse in nördlicher Richtung. Die Bewegung der Sterne ist kein Beweis dafür, dass sich die Erde um ihre Achse dreht, denn diese Bewegung könnte eine Folge der Rotation der Himmelskugel sein, wenn wir bedenken, dass der Planet, wie bisher angenommen, eine feste, unbewegliche Position im Weltraum einnimmt.
Tag. Was sind Stern- und Sonnentage?
Ein Tag ist die Zeitspanne, die die Erde für eine Umdrehung um ihre eigene Achse benötigt. Es gibt zwei Definitionen des Begriffs „Tag“. Ein "Sonnentag" ist der Zeitraum der Erdrotation, bei dem die Sonne als Ausgangspunkt genommen wird. Ein anderer Begriff ist der „Sterntag“ (von lat. Seite- Genitiv sideris- Stern, Himmelskörper) - impliziert einen anderen Ausgangspunkt - einen "festen" Stern, dessen Entfernung gegen unendlich geht, und daher nehmen wir an, dass seine Strahlen zueinander parallel sind. Die Dauer der beiden Arten von Tagen unterscheidet sich voneinander. Der Sterntag dauert 23 h 56 min 4 s, während der Sonnentag etwas länger dauert und 24 Stunden beträgt. Der Unterschied liegt daran, dass die Erde, die sich um ihre eigene Achse dreht, auch eine Umlaufbahn um die Sonne ausführt. Anhand eines Bildes lässt sich dies leichter nachvollziehen.
Sonnen- und Sternentage. Erläuterung.
Betrachten Sie die beiden Positionen (siehe Abb.), die die Erde einnimmt, während sie sich entlang ihrer Umlaufbahn um die Sonne bewegt: „ ABER» - der Ort des Beobachters auf der Erdoberfläche. 1 - die Position, die die Erde (zu Beginn des Countdowns des Tages) entweder von der Sonne oder von einem Stern einnimmt, den wir als Bezugspunkt definieren werden. 2 - die Position unseres Planeten nach einer Drehung um seine eigene Achse relativ zu diesem Stern: Das Licht dieses Sterns, und er befindet sich in großer Entfernung, wird uns parallel zur Richtung erreichen 1 . Wenn die Erde Stellung bezieht 2 , wir können von "Sterntagen" sprechen, weil Die Erde hat sich relativ zum fernen Stern, aber noch nicht relativ zur Sonne, vollständig um ihre Achse gedreht. Die Beobachtungsrichtung der Sonne hat sich durch die Erdrotation etwas geändert. Damit sich die Erde relativ zur Sonne vollständig um ihre eigene Achse dreht („Sonnentag“), müssen Sie warten, bis sie sich um etwa 1 ° „dreht“ (das entspricht der täglichen Bewegung der Erde in einem Winkel - es passiert 360 ° in 365 Tagen), dies dauert nur etwa vier Minuten.
Grundsätzlich ist die Dauer eines Sonnentages (obwohl sie mit 24 Stunden angenommen wird) ein variabler Wert. Dies liegt daran, dass die Bewegung der Erde im Orbit tatsächlich mit einer variablen Geschwindigkeit erfolgt. Wenn die Erde näher an der Sonne ist, ist die Geschwindigkeit ihrer Bewegung im Orbit höher, wenn sie sich von der Sonne entfernt, nimmt die Geschwindigkeit ab. Dadurch wird der Begriff der "mittlerer Sonnentag", nämlich ihre Dauer beträgt vierundzwanzig Stunden.
Darüber hinaus ist inzwischen zuverlässig festgestellt, dass die Periode der Erdrotation unter dem Einfluss der durch den Mond verursachten Änderung der Meeresgezeiten zunimmt. Die Verlangsamung beträgt ungefähr 0,002 s pro Jahrhundert. Die Häufung solcher scheinbar unmerklichen Abweichungen führt jedoch dazu, dass seit Beginn unserer Zeitrechnung bis heute die Gesamtverlangsamung bereits etwa 3,5 Stunden beträgt.
Die Revolution um die Sonne ist die zweite Hauptbewegung unseres Planeten. Die Erde bewegt sich auf einer elliptischen Bahn, d.h. die Umlaufbahn ist elliptisch. Wenn sich der Mond in unmittelbarer Nähe der Erde befindet und in ihren Schatten fällt, treten Finsternisse auf. Die durchschnittliche Entfernung zwischen Erde und Sonne beträgt etwa 149,6 Millionen Kilometer. Die Astronomie verwendet eine Einheit, um Entfernungen innerhalb des Sonnensystems zu messen; Sie rufen Sie an "astronomische Einheit" (au). Die Geschwindigkeit, mit der sich die Erde auf ihrer Umlaufbahn bewegt, beträgt etwa 107.000 km/h. Der zwischen der Erdachse und der Ellipsenebene gebildete Winkel beträgt ungefähr 66°33" und wird während der gesamten Umlaufbahn beibehalten.
Aus Sicht eines auf der Erde befindlichen Beobachters führt die Umdrehung zur scheinbaren Bewegung der Sonne entlang der Ekliptik durch die im Tierkreis dargestellten Sterne und Sternbilder. Tatsächlich durchläuft die Sonne auch das Sternbild Ophiuchus, gehört aber nicht zum Tierkreis.
Jahreszeiten
Der Wechsel der Jahreszeiten ist eine Folge des Umlaufs der Erde um die Sonne. Ursache für jahreszeitliche Veränderungen ist die Neigung der Rotationsachse der Erde zur Ebene ihrer Umlaufbahn. Die Erde bewegt sich auf einer elliptischen Umlaufbahn und befindet sich im Januar am sonnennächsten Punkt (Perihel) und im Juli am am weitesten von ihr entfernten Punkt - dem Aphel. Der Grund für den Wechsel der Jahreszeiten ist die Neigung der Umlaufbahn, wodurch sich die Erde mit einer Hemisphäre, dann mit der anderen zur Sonne neigt und dementsprechend unterschiedlich viel Sonnenlicht erhält. Im Sommer erreicht die Sonne den höchsten Punkt der Ekliptik. Dies bedeutet, dass die Sonne an einem Tag die längste Bewegung über den Horizont macht und die Dauer des Tages maximal ist. Im Winter hingegen steht die Sonne tief über dem Horizont, die Sonnenstrahlen fallen nicht direkt, sondern schräg auf die Erde. Die Länge des Tages ist kurz.
Je nach Jahreszeit sind unterschiedliche Teile der Erde den Sonnenstrahlen ausgesetzt. Die Strahlen stehen zur Zeit der Sonnenwende senkrecht zu den Wendekreisen.
Jahreszeiten auf der Nordhalbkugel
Die jährliche Bewegung der Erde
Die Definition des Jahres, der wichtigsten kalendarischen Zeiteinheit, ist nicht so einfach, wie es auf den ersten Blick scheint, und hängt vom gewählten Bezugssystem ab.
Das Zeitintervall, in dem unser Planet eine vollständige Umdrehung auf seiner Umlaufbahn um die Sonne macht, wird als Jahr bezeichnet. Die Länge des Jahres unterscheidet sich jedoch, je nachdem, ob es als Bezugspunkt bei der Messung genommen wird. unendlich weit entfernter Stern oder Sonne.
Im ersten Fall bedeutet es Sternjahr . Er ist gleich 365 Tage 6 Stunden 9 Minuten und 10 Sekunden und stellt die Zeit dar, die für die vollständige Umdrehung der Erde um die Sonne benötigt wird.
Aber wenn wir die Zeit messen, die die Sonne benötigt, um zum gleichen Punkt im Himmelskoordinatensystem zurückzukehren, zum Beispiel zum Frühlingsäquinoktium, dann erhalten wir die Dauer "Sonnenjahr" 365 Tage 5 Stunden 48 Minuten 46 Sekunden. Der Unterschied zwischen Stern- und Sonnenjahr ist auf die Präzession der Tagundnachtgleiche zurückzuführen, jedes Jahr kommen die Tage der Tagundnachtgleiche (und dementsprechend der Sonnenstand) um etwa 20 Minuten "früher". verglichen mit dem vorherigen Jahr. Somit dreht sich die Erde etwas schneller um ihre Umlaufbahn als die Sonne bei ihrer scheinbaren Bewegung durch die Sterne zum Frühlingsäquinoktium zurückkehrt.
Wenn man bedenkt, dass die Dauer der Jahreszeiten in engem Zusammenhang mit der Sonne steht, ist es bei der Erstellung von Kalendern genau "Sonnenjahr" .
Auch in der Astronomie wurde anstelle der üblichen astronomischen Zeit, bestimmt durch die Rotationsperiode der Erde relativ zu den Sternen, eine neue einheitlich aktuelle Zeit eingeführt, die nichts mit der Rotation der Erde zu tun hat und Ephemeridenzeit genannt wird.
Lesen Sie mehr über Ephemeridenzeit im Abschnitt: .
