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
Download

Ruch obiegowy Ziemi i jego następstwa