Ruch obiegowy Ziemi i jego następstwa
advertisement
2016-05-08 Ruch obiegowy Ziemi Ruch obiegowy Ziemi Cechy ruchu obiegowego Cechy ruchu obiegowego Ziemia obiega Słońce po drodze zwanej orbitą – ma ona kształt lekko wydłużonej elipsy Czas pełnego obiegu wynosi 365 dni 5 godzin 48 minut i 46 sekund okres ten nazywamy rokiem zwrotnikowym (czas między dwoma kolejnymi przejściami środka tarczy słonecznej przez punkt Barana) Ziemia obiega Słońce przeciwnie do ruchu wskazówek zegara (patrząc od północy) Średnia odległość Ziemi od Słońca wynosi około 149,6 mln km (1 jednostka astronomiczna) Minimalna odległość wynosi 147 mln km – punkt ten nazywamy peryhelium (punkt przysłoneczny) Ziemia osiąga peryhelium na początku stycznia Maksymalna odległość wynosi 152 mln km – punkt ten nazywamy aphelium (punkt odsłoneczny) Ziemia osiąga aphelium na początku lipca Peryhelium i aphelium Cechy ruchu obiegowego • Średnia prędkość kątowa w ruchu obiegowym Ziemi wynosi niecałe 1°/dobę • Średnia prędkość liniowa wynosi około 30 km/s. Prędkość ta zależy (zgodnie z II prawem Keplera) od aktualnej odległości od Słońca – im bliżej Słońca znajduje się Ziemia, tym szybciej się porusza po orbicie. 1 2016-05-08 II prawo Keplera II prawo Keplera W równych jednostkach czasu, promień wodzący planety poprowadzony od Słońca zakreśla równe pola. Z tego wynika, że w peryhelium (w pobliżu Słońca), planeta porusza się szybciej niż w aphelium (daleko od Słońca). Powierzchnia pola ABS = powierzchnia pola CDS Czasy przebycia dróg AB i CD są równe Cechy ruchu obiegowego Oś Ziemi jest nachylona do płaszczyzny orbity (płaszczyzny ekliptyki) pod kątem 66°34’ i nie zmienia swojego położenia w przestrzeni Dowód na ruch obiegowy Ziemi Dowodem jest roczna paralaksa bliższych gwiazd. W zależności od położenia Ziemi na orbicie wokółsłonecznej bliższe gwiazdy widać na tle różnych gwiazd położonych w dalszej odległości. Następstwa ruchu obiegowego Ziemi Zmiany oświetlenia Ziemi w ciągu roku: – Zmiany długości trwania dnia i nocy w ciągu roku – Zmiany wysokości górowania Słońca w ciągu roku – Zmiany miejsca wschodu i zachodu Słońca w ciągu roku 2 2016-05-08 Następstwa ruchu obiegowego Ziemi Występowanie pór roku (astronomicznych i kalendarzowych) Astronomiczne i kalendarzowe pory roku DATY 21 MARCA – 21 CZERWCA 21 CZERWCA – 23 WRZEŚNIA 23 WRZEŚNIA – 22 GRUDNIA 22 GRUDNIA – 21 MARCA KALENDARZOWE PORY ROKU PÓŁKULA PÓŁKULA PÓŁNOCNA POŁUDNIOWA WIOSNA JESIEŃ LATO ZIMA JESIEŃ WIOSNA ZIMA LATO Słońce na tle gwiazdozbiorów zodiakalnych Astronomiczne i kalendarzowe pory roku • Astronomiczne pory roku są wyznaczane według dat najbardziej charakterystycznych momentów oświetlenia Ziemi w ciągu roku (daty równonocy i przesileń) – są one jednakowe dla całej kuli ziemskiej. • Kalendarzowe pory roku są wyznaczane według cech oświetlenia Ziemi. Ponieważ oświetlenie półkuli północnej i południowej jest różne (gdy półkula północna jest najlepiej oświetlona, to południowa najsłabiej i na odwrót), kalendarzowe pory roku na półkuli południowej są o pół roku przesunięte wobec półkuli północnej Następstwa ruchu obiegowego Ziemi Roczna rachuba czasu – kalendarz Roczny cykl niektórych zjawisk przyrodniczych (wiatry monsunowe, temperatura powietrza, rozkład opadów atmosferycznych, wegetacja roślin, intensywność procesów wietrzenia skał itp.) Widomy roczny ruch Słońca na tle innych gwiazd po ekliptyce Zmiany oświetlenia Ziemi w ciągu roku 3 2016-05-08 Oświetlenie Ziemi w dniach równonocy 21 III i 23 IX • Punkt podsłoneczny (miejsce zenitalnego górowania Słońca) znajduje się na równiku. • Półkula północna i południowa są jednakowo oświetlone • Na całej kuli ziemskiej dzień i noc trwają po 12 godzin • Słońce wschodzi dokładnie na wschodzie widnokręgu, a zachodzi dokładnie na zachodzie • Im dalej od równika tym Słońce niżej góruje • Na półkuli północnej Słońce góruje po południowej stronie nieba, a na półkuli południowej górowanie Słońca odbywa się po północnej stronie nieba Oświetlenie Ziemi w dniu przesilenia letniego •Punkt podsłoneczny znajduje się nad Zwrotnikiem Raka (23°26’N) •Półkula północna jest lepiej oświetlona niż półkula południowa – na półkuli północnej jest najdłuższy dzień w roku, a na południowej najkrótszy •Na Równiku występuje równonoc •Powyżej Koła Podbiegunowego Północnego trwa dzień polarny, a Koła Podbiegunowego Południowego noc polarna 21 (22) VI Oświetlenie Ziemi w dniu przesilenia letniego •Na północ od Zwrotnika Raka Słońce góruje po południowej stronie nieba, a na południe od niego po północnej stronie nieba •Słońce wschodzi po stronie północnowschodniej widnokręgu, a zachodzi po stronie północnozachodniej widnokręgu •Im dalej na północ i południe od Zwrotnika Raka tym Słońce niżej góruje 22 XII 4 2016-05-08 Oświetlenie Ziemi w dniu przesilenia zimowego Oświetlenie Ziemi w dniu przesilenia zimowego •Punkt podsłoneczny znajduje się nad Zwrotnikiem Koziorożca (23°26’S) •Półkula południowa jest lepiej oświetlona niż półkula północna – na półkuli północnej jest najkrótszy dzień w roku, a na południowej najdłuższy •Na Równiku występuje równonoc •Powyżej Koła Podbiegunowego Południowego trwa dzień polarny, a Koła Podbiegunowego Północnego noc polarna •Na północ od Zwrotnika Koziorożca Słońce góruje po południowej stronie nieba, a na południe od niego po północnej stronie nieba •Słońce wschodzi po stronie południowowschodniej widnokręgu, a zachodzi po stronie południowozachodniej widnokręgu •Im dalej na północ i południe od Zwrotnika Koziorożca tym Słońce niżej góruje Strefa oświetleniowa międzyzwrotnikowa • Leży między Zwrotnikiem Raka a Zwrotnikiem Koziorożca • Tylko w tej strefie Słońce może górować w zenicie (dwa razy w roku nad każdym miejscem tej strefy, tylko na samych zwrotnikach raz w roku) • Słońce w tej strefie może górować w zależności od pory roku albo po północnej, albo po południowej stronie nieba (horyzontu) • Występują tu niewielkie (do nieco ponad 2 godzin) różnice w długości trwania dnia i nocy w ciągu roku • Wysokość górowania Słońca jest zawsze wyższa niż 43°08’ Strefa oświetleniowa umiarkowana • Rozciąga się między Zwrotnikami a kołami podbiegunowymi (zarówno na półkuli północnej, jak i na południowej) • Im bliżej kół podbiegunowych tym Słońce niżej góruje (wysokość ta waha się od 90° na zwrotnikach do 0° na kołach podbiegunowych) • Na półkuli północnej Słońce zawsze góruje po południowej stronie nieba, a na półkuli południowej po stronie północnej • Im bliżej biegunów tym występują większe różnice w długości trwania dnia i nocy w ciągu roku Strefa oświetleniowa okołobiegunowa • Rozciąga się od kół podbiegunowych do biegunów • Tylko w tej strefie występuje zjawisko dnia i nocy polarnej (dzień polarny występuje wtedy, gdy Słońce nie zachodzi przez co najmniej 24 godziny) • Długość trwania dnia i nocy polarnej rośnie w miarę zbliżania się do biegunów (od 24 godzin do pół roku na biegunach) • Maksymalna wysokość górowania Słońca wynosi 46°52’ 5
