Движение планеты по орбите определено двумя причинами:
- линейной инерцией движения (оно стремится к прямолинейному - касательному)
и силой гравитации Солнца.
Именно сила гравитации будет изменять направление движение от прямолинейного до кругового. И силы гравитации, приложенные к меньшему радиусу, будут действовать
на планету сильнее.
Если рассматривать гравитацию, как силу приложенную к центру, то это дает изменение направление движения до кругового.
Если рассматривать гравитацию, как сумму сил приложенных ко всей массе планеты,
то это, дает и изменение вектора движения до кругового и вращение вокруг оси.
Посмотрите на рисунок.
Планета имеет точки расположенные ближе к Солнцу и точки более отдаленные.
Точка А будет ближе к Солнце, чем точка В.
И притяжение точки А будет больше, чем точки В. Напомним, что сила гравитации зависит от радиуса, возведенного в квадрат.
При движении планеты по часовой стрелке гравитационная сила через точку А будет больше оттягивать планету, чем через точку В. Эта разница сил гравитацию приложенная к диаметрально противоположным точкам планеты, при одновременном движении, и создает вращение.
Таким образом, период обращения планету вокруг своей оси напрямую зависит от экваториального радиуса планеты.
При больших планетах таких, как Юпитер и Сатурн, разница в притяжении противоположных точек больше и планета вращается быстрее.
Таблица солнечных суток для планет и экваториальный радиус:
t r
Меркурий..... - 175,9421 .... - 0,3825
Венера..... - 116,7490 .....-0,9488
Земля...... - 1.0 .... .. - 1.0
М а р с.... - 1,0275 ... ... - 0,5326
Юпитер..... - 0,41358 ... - 11,209
Сатурн..... - 0,44403 .... - 9,4491
У р а н..... - 0,71835 ... - 4,0073
Нептун..... - 0,67126 ... - 3,8826
Плутон..... - 6,38766 .... - 0,1807
Первое число это период вращения планеты вокруг своей оси в земных сутках, второе число аналогично - экваториальный радиус планеты. И видно, что быстрее всего вращается самая большая планета -Юпитер, медленнее самая маленькая - Меркурий.
Вообще, причину вращения Земли можно объяснить просто.
При движении планеты по орбите происходит постоянное изменение направления её движения от прямого до кругового. И при этом происходит одновременное поворачивание планеты, за счет того, что точки притяжения планет, расположенные ближе к Солнцу, будут тянуть планету сильнее, чем дальние.
Например, на Юпитере, где планета не монолит, вращение происходит слоями. Особенно выделяется экваториальное движение слоёв.
Рецензии
Уважаемый Николай!
Гравитации нет. Законы Ньютона и Эйнштейна не работают.
Такими методиками, обосновать причины вращения невозможно.
Но тема интересна.
Надеюсь, совместными усилиями, и не на этой площадке, мы ее решим.
Нет. Гравитация все есть! А вот причины её появления нами пока не установлены.
"Сила гравитации" - термин условно принимаемый здесь и далее, означает внешнее воздействие на тело. Условно в физике это называется "сила" сила гравитации.
И вращение происходит от действия двух сил: инерции прямолинейного движения и изменение его до кругового под действием силы гравитации, которая по вектору - перпендикулярна вектору инерции.
Уважаемый Николай!
Уважаемый Николай!
В Ваших работах уже есть расчеты, говорить не буду, обосновывающие отсутсвие гравитации.Эти работы и вызвали у меня интерес к Вам, т.к. видно, что есть большой статистический матриал и на нем, совместно и быстро построим науку для себя, где многие вещи станут на свои места. А, примут ее или непримут, нас это касаться не должно. Пусть Волосатов доказывает, а мы будем делать.
Я могу свою позицию по гравитации сформулировать так.
Гравитации, как силы притяжения, возникающей между двумя телами - не существует.
Существует - внешнее воздействие на тела, следствие которого есть появление силы, вызывающее их движение навстречу друг другу. Сила приводит не к появлению другой силы, а к движению. В данном случае вектор этой силы направлен по линии соединяющей эти два тела.
Не притяжение, а движение навстречу.
И не сила возникающая в самих телах, а сила внешнего воздействия.
Как ветер дует на парус.
Вообще сила мной понимается, как фактор внешнего воздействия.
Уважаемый Николай!
Вы, опровергнув силы и их реакции, опять к ним возвращаетесь.
Да это"гири" наших учений.Оторваться от них трудно. Я до сих пор, отрываюсь от остатков учений "института". Но физика мира совсем другая. Вы интуитивно ее почувствовали. Остальное в личной переписке.
Заинтересовалась темой, что вращается по часовой стрелке, а что против, и вот что обнаружила.
Галактика вращается по
часовой стрелке, если смотреть со стороны её северного полюса, находящегося в созвездии Волосы Вероники.
Вращение Солнечной системы происходит против
часовой стрелки: все планеты, астероиды, кометы вращаются в одном направлении (против хода часовой стрелки, если смотреть с северного полюса мира).
Солнце вращается вокруг своей оси против
хода часовой стрелки при наблюдении с северного полюса эклиптики. И Земля (как и все планеты Солнечной системы, кроме Венеры) вращается вокруг своей оси против
часовой стрелки.
Возможно, именно это вращение Галактики (по часовой) и Солнечной системы (против часовой) и отображено на восьмиконечном свастическом коловрате (правые лучи), внутри которого расположен ещё один восьмиконечный свастический коловрат (левые лучи). ссылка
Интересный опыт наблюдали путешественники, пересекая экватор. Если в воронку, наполненную водой, кинуть спичку или веточку, то в Южном полушарии она крутится по часовой стрелке, в Северном против, а на экваторе стоит. ссылка
По закону правостороннего автомобильного движения, принятого в нашей стране, круговое движение идёт против часовой стрелки. При встречном движении двух автомашин, мчащихся с большими скоростями, возникает вращающийся против часовой стрелки воздушный вихрь. А когда таких встречающихся пар становится огромное количество, то эти вихри могут стать причиной возникновения торнадо. ссылка
Несущие винты у вертолётов в разных странах крутятся в разные стороны. Т. е. в одних странах вертолёты делают с винтом, вращающимся по часовой стрелке, а в других против. Если смотреть на вертолёт сверху, то:
в Америке, Германии и Италии винт крутится против часовой стрелки.
в России и Франции по часовой стрелке. ссылка
Стаи летучих мышей, вылетая из пещер, обычно образуют "правовращающий" вихрь. Но в пещерах близ Карловых Вар (Чехия) они почему-то кружатся по спирали, закрученной против часовой стрелки... ссылка
У одной кошки при виде воробьёв (это её любимые птицы) хвост вертится по часовой стрелке, а если это не воробьи, а другие птицы, то он вертится против часовой стрелки. ссылка
А вот собака, перед тем, как сходить по делам, обязательно покрутится против часовой стрелки. ссылка
Винтовые лестницы в замках закручивались по часовой стрелке (если смотреть снизу, а если сверху то против часовой) так, чтобы при подъёме нападающим было неудобно атаковать. ссылка
Молекула ДНК закручена в правостороннюю двойную спираль. Это потому, что становой хребет двойной спирали ДНК сложен исключительно из правозакрученных молекул сахара дезоксирибозы. Интересно, что при клонировании некоторые нуклеиновые кислоты меняют направление закрутки своих спиралей с правого на левое. Напротив, все аминокислоты закручены против часовой стрелки, влево.
Спираль ДНК есть и в космосе: на Млечном пути учёные обнаружили туманность в виде двойной спирали ДНК. ссылка
А вот спирали электрических лампочек, изготовляемых в России, закручены влево (в отличие от зарубежных, которые закручены так же, как и спираль ДНК, вправо). Возникает вопрос: а не вредно ли это?
Мы прекрасно знаем, что наша планета вращается вокруг своей оси, благодаря чему мы видим день и ночь. Тем не менее, Земля хотя и очень медленно, но постепенно замедляется. Учёные говорят, что полная её остановка произойдёт через множество миллиардов лет. Люди наверняка уже не застанут этот момент, т. к. к тому времени Солнце увеличится в размерах и уничтожит сначала жизнь на Земле, а потом и саму планету. В этой статье мы попытаемся смоделировать следующую ситуацию: что будет, если Земля прекратит вращение в обозримом будущем .
Почему вообще происходит вращение?
Согласно общепринятой теории вращение Земли обусловлено процессами, происходившими ещё во времена её образования. В те времена облака космической пыли сбивались в одну «кучу», к которой притягивались другие космические тела. В результате этого сумбура за миллиарды лет сформировалась планета. А её вращение обусловлено инерцией, которая осталась после столкновения с теми самыми космическим телами.
Почему Земля замедляет вращение?
На заре своего существования наша планета вращалась гораздо быстрее. Сутки тогда составляли около 6 часов. Популярным стало мнение, то больше всего на изменение скорости вращения Земли влияет Луна . Своей силой притяжения она вызывает колебания уровня воды в земных океанах. Из-за приливов Земля как бы колышется, что и приводит к её очень медленному замедлению.
Что было бы, если Земля неожиданно остановилась?
Да, этот вариант практически невероятен, но почему бы нет?
Сегодня скорость вращения Земли составляет ни много ни мало 1670 км/ч. При внезапной остановке планеты всё, что было на её поверхности, включая людей, будет мгновенно сметено из-за действия центробежной силы. Фактически Земля остановится, а объекты на её поверхности продолжат движение.
Такой вариант, возможно, более приемлем для людей, ведь всё произойдёт так быстро, что никто ничего не поймёт. А вот в случае с постепенным торможением Земли нам придётся переживать многие разрушительные последствия.
Что будет, если Земля постепенно прекратит своё вращение?
Теперь перейдём к более реалистичному моделированию ситуации, если бы наша планета начала замедляться гораздо быстрее и человечество всё же застало момент её остановки.
Мы уже знаем, что наша планета остановится только через миллиарды лет, но гипотетически это может произойти и раньше. Учёные не исключают, что скорость вращения планеты может снизиться, например, вследствие столкновения с астероидом. Такое событие само по себе будет губительным для землян, а замедление скорости вращения планеты станет неприятным бонусом ко всему. Но давайте представим, что это произошло без участия огромных астероидов, а по более «незаметным причинам».
Свет и тьма
Первое, что приходит на ум – это вечный день на одном полушарии и вечная ночь – на другом . На самом деле это мелочи по сравнению с другими глобальными изменениями, начиная от ужасных катаклизмов и заканчивая перераспределением вод Мирового океана, что приведёт к массовой гибели всего живого на планете.
Понятие суток исчезнет. На одной стороне Земли будет вечный день. При этом постоянный солнцепёк уничтожит многие растения, а почва высохнет и потрескается. Тёмная сторона Земли будет подобна снежной тундре. Учёные считают, что более или менее пригодной будет промежуточная область между днём и ночью.
Экватор без океанов
Воды Мирового океана изменят своё расположение, сместившись от экватора к полюсам. То есть экваториальная линия станет одни большим участком суши , а многие материковые зоны ближе к полюсам будут затоплены. Дело в том, что наша планета из-за вращения немного выпуклая, поэтому вдоль экватора она имеет своеобразный «горб». Таким образом, после остановки Земли воды Мирового океана перестанут равномерно удерживаться и фактически «стекут» с экватора.
Климат и жизнепригодность планеты
Кроме того, что на Земле по-другому будет выглядеть суша и океаны, ещё и климат кардинальным образом изменится. Сейчас ветра дуют параллельно экватору, но если случится то, что случится, они будут дуть от экватора к полюсам. Течения, само собой, изменятся. Какие климатические условия будут в том или ином регионе сложно сказать, но можно быть уверенным, что одно полушарие будет засушливым, а другое – неимоверно холодным.
Атмосфера Земли, подобно океаническим водам, ближе к полюсам станет плотнее, а на экваторе истончится.
Благодаря тому, что металлическое ядро Земли вращается, вокруг неё существует магнитное поле. Оно обеспечивает защиту от губительного солнечного ветра и от высокоэнергетических частиц из космоса. Без вращения не будет магнитного поля, а следовательно, всё живое будет гибнуть под прямыми солнечными лучами.
Среди представителей животных и растительных видов будет неизбежным. Затопление значительных территорий, изменение климата, стихийные бедствия – всё это явно поубавит разнообразие жизни на Земле.
Смогут ли выжить люди?
Определённо люди смогли бы приспособиться к новым условиям. Мест, где можно будет хоть как-то выживать останется не так уж много. Люди смогут жить в небольших областях на границе дня и ночи . В таких местах будет вечный рассвет или закат в зависимости от полушарий. К тому же вдоль всей «благоприятной линии» расселиться не получится, т. к. немалая часть суши будет затоплена океанами, и выбирать придётся область, где будет оптимальное атмосферное давление и температура.
Не исключено, что из-за опасного космического излучения людям придётся перебираться под землю и организовывать свою жизнедеятельность там, а для прогулок по поверхности понадобятся скафандры.
Земля не стоит на месте, а находится в непрерывном движении. Благодаря тому, что она вращается вокруг Солнца, на планете происходит смена времён года. Однако не все помнят, что, облетая небесное светило, Земля ещё успевает крутиться вокруг своей собственной оси. Именно это движение вызывает за окном перемену дня и ночи и называется суточным.
Разобраться, как и с какой скоростью Земля вращается вокруг Солнца и своей оси, АиФ.ru помог астрофизик, сотрудник Московского планетария Александр Перхняк.
Движение Земли вокруг своей оси
Как Земля вращается вокруг своей оси?
Во время вращения Земли вокруг своей оси остаются неподвижными только две точки: Северный и Южный полюса. Если их соединить воображаемой линией, то получится ось, вокруг которой вращается Земля. Земная ось не перпендикулярна, а находится под углом 23,5° к земной орбите .
С какой скоростью Земля вращается вокруг своей оси?
Земля вращается вокруг своей оси со скоростью 465 м/с, или 1 674 км/ч. Чем дальше от экватора , тем скорость движения планеты меньше.
«Мало кто знает, что на удалении от экватора скорость вращения Земли становится меньше. Наглядно это выглядит следующим образом. Город Кито находится вблизи линии экватора, значит, он и его жители незаметно для себя совершают вместе с Землёй поворот на скорости 465 м/с. А вот скорость вращения москвичей, проживающих гораздо севернее экватора, будет почти в два раза меньше: 260 м/с», — рассказал Перхняк.
В какую сторону вращается Земля?
Вращение Земли вокруг своей оси происходит с запада на восток. Если смотреть на Землю сверху в направлении Северного полюса, то она будет вращаться против часовой стрелки.
Меняется ли скорость движения Земли вокруг своей оси?
Да, меняется. Ежегодно ход Земли замедляется в среднем на 4 миллисекунды.
«Астрофизики связывают это явление с Лунным притяжением, которое, как известно, влияет на приливы и отливы на нашей планете. Так вот, когда они происходят, Луна как бы пытается притянуть воду к себе, двигая её в направлении, противоположном ходу Земли. Из-за этого своеобразного противодействия на дне водоемов возникает незначительная сила трения, которая, в соответствии с законами физики, замедляет скорость движения Земли. Незначительно, всего на 4 миллисекунды в год», — уточнил Перхняк.
Движение Земли вокруг Солнца
Как Земля вращается вокруг Солнца?
Вокруг Солнца наша планета вращается по орбите длиной более 930 млн км.
С какой скоростью?
Земля вращается вокруг Солнца со скоростью 30 км/c, то есть 107 218 км/ч.
За какое время Земля совершает полный оборот вокруг Солнца?
Один полный оборот вокруг Солнца Земля совершает примерно за 365 суток. Промежуток времени, за который Земля полностью оборачивается вокруг Солнца, называется годом.
В какую сторону движется Земля, облетая Солнце?
Вокруг Солнца Земля вращается с запада на восток, как и вокруг своей оси.
На каком расстоянии Земля вращается вокруг Солнца?
Земля вращается вокруг Солнца на расстоянии около 150 млн км.
Как изменяются времена года?
Во время вращения Земли вокруг Солнца её угол наклона не меняется. В результате на одной части своей траектории Земля будет больше повёрнута к Солнцу своей нижней половиной: Южным полушарием, где наступает лето. А в это время Северный полюс будет практически скрыт от солнца: значит туда приходит зима. Дважды в год Солнце примерно одинаково освещает Северное и Южное полушария: это время весны и осени. Эти моменты ещё известны как весеннее и осеннее равноденствие.
Почему Земля не падает на Солнце?
«Когда Земля вращается вокруг Солнца, вырабатывается центробежная сила, которая пытается постоянно отбросить нашу планету. Но у неё это не получится. А всё потому, что Земля всегда движется вокруг светила с одинаковой скоростью и находится от него на безопасном расстоянии, соотносимом с центробежной силой, с которой Землю и пытаются выбить с орбиты. Вот почему Земля не падает на Солнце и не улетает в космос, а продолжает двигаться по заданной траектории», — сказал Александр Перхняк.
Наша планета постоянно находится в движении:
- вращение вокруг собственной оси, движение вокруг Солнца;
- вращение вместе с Солнцем вокруг центра нашей галактики;
- движение относительно центра Местной группы галактик и другие.
Движение Земли вокруг собственной оси
Вращение Земли вокруг оси (рис. 1). За земную ось принимают воображаемую линию, вокруг которой вращается . Эта ось отклонена на 23°27" от перпендикуляра к плоскости эклиптики. Земная ось пересекается с земной поверхностью в двух точках — полюсах — Северном и Южном. Если смотреть с Северного полюса, то вращение Земли происходит против часовой стрелки или, как принято считать, с запада на восток. Полный оборот вокруг оси планета совершает за одни сутки.
Рис. 1. Вращение Земли вокруг своей оси
Сутки — единица измерения времени. Выделяют звездные и солнечные сутки.
Звездные сутки — это промежуток времени, в течение которого Земля обернется вокруг оси по отношению к звездам. Они равны 23 ч 56 мин 4 с.
Солнечные сутки — это промежуток времени, в течение которого Земля обернется вокруг своей оси по отношению к Солнцу.
Угол поворота нашей планеты вокруг своей оси на всех широтах одинаков. За один час каждая точка на поверхности Земли передвигается на 15° от ее первоначального положения. Но при этом скорость движения находится в обратно пропорциональной зависимости от географической широты: на экваторе она равна 464 м/с, а на широте 65° -только 195 м/с.
Вращение Земли вокруг оси в 1851 г. доказал в своем опыте Ж. Фуко. В Париже — в Пантеоне под куполом повесили маятник, а под ним круг с делениями. При каждом следующем движении маятник оказывался на новых делениях. Это может произойти только в том случае, если поверхность Земли под маятником поворачивается. Положение плоскости качания маятника на экваторе не изменяется, потому что плоскость совпадает с меридианом. Осевое вращение Земли имеет важные географические следствия.
При вращении Земли возникает центробежная сила, которая играет важную роль в формировании формы планеты и уменьшает силу притяжения.
Еще одним из важнейших следствий осевого вращения является образование поворотной силы - силы Кориолиса. В XIX в. она была впервые рассчитана французским ученым в области механики Г. Кориолисом (1792-1843) . Это одна из сил инерции, вводимых для учета влияния вращения подвижной системы отсчета на относительное движение материальной точки. Ее эффект кратко можно выразить так: всякое движущееся тело в Северном полушарии отклоняется вправо, а в Южном — влево. На экваторе сила Кориолиса равна нулю (рис. 3).
Рис. 3. Действие силы Кориолиса
Действие силы Кориолиса распространяется на многие явления географической оболочки. Ее отклоняющий эффект особенно заметен в направлении движения воздушных масс. Под влиянием отклоняющей силы вращения Земли ветры умеренных широт обоих полушарий принимают преимущественно западное направление, а в тропических широтах — восточное. Аналогичное проявление силы Кориолиса обнаруживается в направлении движения океанических вод. С этой силой связана и асимметрия речных долин (правый берег обычно высокий в Севером полушарии, в Южном — левый).
Вращение Земли вокруг своей оси приводит также к перемещению солнечного освещения по земной поверхности с востока на запад, т. е. к смене дня и ночи.
Смена дня и ночи создает суточную ритмичность в живой и неживой природе. Суточный ритм тесно связан со световыми и температурными условиями. Хорошо известен суточный ход температуры, дневной и ночной бризы и т. д. Суточные ритмы происходят и в живой природе — фотосинтез возможен только днем, большинство растений раскрывают свои цветки в разные часы; одни животные активны днем, другие — ночью. Жизнь человека тоже протекает в суточном ритме.
Еще одно следствие вращения Земли вокруг своей оси — разница во времени в разных точках нашей планеты.
С 1884 г. был принят поясной счет времени, т. е. всю поверхность Земли разделили а 24 часовых пояса по 15° каждый. За поясное время принимают местное время среднего меридиана каждого пояса. Время соседних часовых поясов отличается на один час. Границы поясов проведены с учетом политических, административных и хозяйственных границ.
Нулевым поясом считается Гринвичский (по названию Гринвичской обсерватории под Лондоном), который проходит по обе стороны от нулевого меридиана. Время нулевого, или начального, меридиана считается Всемирным временем.
Меридиан 180° принят за международную линию измерения дат — условная линия на поверхности земного шара, по обе стороны от которой часы и минуты совпадают, а календарные даты отличаются на одни сутки.
Для более рационального использования летом дневного света в 1930 г. в нашей стране было введено декретное время, опережающее поясное на один час. Для этого стрелки часов были переведены на один час вперед. В связи с этим Москва, находясь во втором часовом поясе, живет по времени третьего часового пояса.
С 1981 г. в период с апреля по октябрь время переводят на один час вперед. Это так называемое летнее время. Оно вводится для экономии электроэнергии. Летом Москва опережает поясное время на два часа.
Время часового пояса, в котором расположена Москва, — московское.
Движение Земли вокруг Солнца
Вращаясь вокруг своей оси, Земля одновременно движется вокруг Солнца, обходя круг за 365 суток 5 ч 48 мин 46 с. Этот период называется астрономический год. Для удобства считается, что в году 365 дней, а через каждые четыре года, когда из шести часов «накопятся» 24 часа, в году бывает не 365, а 366 дней. Такой год называется високосным, а один день прибавляют к февралю.
Путь в пространстве, по которому Земля движется вокруг Солнца, называется орбитой (рис. 4). Орбита Земли имеет форму эллипса, поэтому расстояние от Земли до Солнца не постоянно. При нахождении Земли в перигелии (от греч.peri - возле, около иhelios - Солнце) — ближайшей к Солнцу точке орбиты — 3 января расстояние равно 147 млн км. В Северном полушарии в это время зима. Самое большое расстояние от Солнца в афелии (от греч. аро — вдали от иhelios - Солнце) — наибольшем расстоянии от Солнца — 5 июля. Оно равно 152 млн км. В это время в Северном полушарии лето.
Рис. 4. Движение Земли вокруг Солнца
Годовое движение Земли вокруг Солнца наблюдают по непрерывному изменению положения Солнца на небе — изменяются полуденная высота Солнца и положение его восхода и захода, меняется продолжительность светлой и темной частей суток.
При движении по орбите направление земной оси не меняется, она всегда направлена в сторону Полярной звезды.
В результате изменения расстояния от Земли до Солнца, а также благодаря наклону земной оси к плоскости ее движения вокруг Солнца на Земле наблюдается неравномерное распределение солнечной радиации в течение года. Так происходит смена времен года, которая характерна для всех планет, у которых наклон оси вращения к плоскости ее орбиты (эклиптики) отличается от 90°. Орбитальная скорость планеты в Северном полушарии выше в зимнее время и меньше в летнее. Поэтому зимнее полугодие длится 179, а летнее — 186 суток.
В результате движения Земли вокруг Солнца и наклона земной оси к плоскости ее орбиты на 66,5° на нашей планете наблюдается не только смена времен года, но и изменение продолжительности дня и ночи.
Вращение Земли вокруг Солнца и смена времен года на Земле показаны на рис. 81 (дни равноденствия и солнцестояния в соответствии с временами года в Северном полушарии).
Только два раза в год — в дни равноденствия продолжительность дня и ночи на всей Земле практически одинакова.
Равноденствие — момент времени, в который центр Солнца при своем видимом годичном перемещении по эклиптике пересекает небесный экватор. Выделяют весеннее и осеннее равноденствия.
Наклон оси вращения Земли вокруг Солнца в дни равноденствий 20-21 марта и 22-23 сентября оказывается нейтральным по отношению к Солнцу, а обращенные к нему участки планеты равномерно освещены от полюса до полюса (рис. 5). Солнечные лучи на экваторе падают отвесно.
Самый длинный день и самая короткая ночь наблюдаются в день летнего солнцестояния.
Рис. 5. Освещение Земли Солнцем в дни равноденствия
Солнцестояние — момент прохождения центром Солнца точек эклиптики, наиболее удаленных от экватора (точек солнцестояния). Различают летнее и зимнее солнцестояния.
В день летнего солнцестояния 21-22 июня Земля занимает такое положение, при котором северный конец ее оси наклонен в сторону Солнца. И лучи падают отвесно не на экватор, а на северный тропик, широта которого равна 23°27" Круглые сутки освещенными оказываются не только приполюсные районы, но и пространство за ними до широты 66°33" (Полярный круг). В Южном полушарии в это время освещенной оказывается лишь та его часть, которая лежит между экватором и южным Полярным кругом (66°33"). За ним в этот день земная поверхность не освещается.
В день зимнего солнцестояния 21-22 декабря все происходит наоборот (рис. 6). Солнечные лучи уже отвесно падают на южный тропик. Освещенными в Южном полушарии оказываются участки, лежащие не только между экватором и тропиком, но и вокруг Южного полюса. Такое положение продолжается до дня весеннего равноденствия.
Рис. 6. Освещение Земли в день зимнего солнцестояния
На двух параллелях Земли в дни солнцестояния Солнце в полдень находится прямо над головой наблюдателя, т. е. в зените. Такие параллели называются тропиками. На Северном тропике (23° с.ш.) Солнце стоит в зените 22 июня, на Южном тропике (23° ю.ш.) — 22 декабря.
На экваторе день всегда равен ночи. Угол падения солнечных лучей на земную поверхность и продолжительность дня там изменяются мало, поэтому смена времен года не выражена.
Полярные круги замечательны тем, что являются границами областей, где бывают полярные дни и ночи.
Полярный день — период, когда Солнце не опускается за горизонт. Чем дальше от Полярного круга у полюсу, тем длиннее полярный день. На широте Полярного круга (66,5°) он длится всего одни сутки, а на полюсе — 189 суток. В Северном полушарии на широте северного Полярного круга полярный день наблюдается 22 июня — в день летнего солнцестояния, а в Южном полушарии на широте южного Полярного круга — 22 декабря.
Полярная ночь длится от одних суток на широте Полярных кругов до 176 суток на полюсах. Во время полярной ночи Солнце не появляется над горизонтом. В Северном полушарии на широте северного Полярного круга это явление наблюдается 22 декабря.
Нельзя не отметить такое чудесное явление природы, как белые ночи. Белые ночи — это светлые ночи в начале лета, когда вечерняя заря сходится с утренней и всю ночь длятся сумерки. Наблюдаются они в обоих полушариях на широтах, превышающих 60°, когда центр Солнца в полночь опускается за горизонт не более чем на 7°. В Санкт-Петербурге (около 60° с.ш.) белые ночи продолжаются с 11 июня по 2 июля, в Архангельске (64° с.ш.) — с 13 мая по 30 июля.
Сезонный ритм в связи с годовым движением прежде всего сказывается на освещенности земной поверхности. В зависимости от изменения высоты Солнца над горизонтом на Земле выделяют пять поясов освещенности. Жаркий пояс лежит между Северным и Южным тропиками (тропиком Рака и тропиком Козерога), занимает 40 % земной поверхности и отличается наибольшим количеством приходящего от Солнца тепла. Между тропиками и Полярными кругами в Южном и Северном полушариях находятся умеренные пояса освещенности. Здесь уже выражены сезоны года: чем дальше от тропиков, тем короче и прохладнее лето, тем длиннее и холоднее зима. Полярные пояса в Северном и Южном полушариях ограничены Полярными кругами. Здесь высота Солнца над горизонтом в течение года низкая, поэтому количество солнечного тепла минимально. Для полярных поясов характерны полярные дни и ночи.
В зависимости от годового движения Земли вокруг Солнца находятся не только смена времен года и связанная с ними неравномерность освещенности земной поверхности по широтам, но и значительная часть процессов в географической оболочке: сезонная смена погоды, режим рек и озер, ритмика в жизни растений и животных, виды и сроки сельскохозяйственных работ.
Календарь. Календарь — система исчисления длительных промежутков времени. В основе этой системы лежат периодические явления природы, связанные с движением небесных светил. В календаре используют астрономические явления — смену времен года, дня и ночи, изменение лунных фаз. Первый календарь был египетский, созданный в IV в. до н. э. С 1 января 45 г. Юлий Цезарь ввел Юлианский календарь, которым пользуется до сих пор Русская Православная Церковь. Вследствие того что продолжительность юлианского года больше астрономического на 11 мин 14 с, к XVI в. накопилась «ошибка» в 10 суток — день весеннего равноденствия наступал не 21 марта, а 11 марта. Эта ошибка была исправлена в 1582 г. указом Папы Римского Григория XIII. Счет дней был передвинут на 10 суток вперед, и день после 4 октября предписывалось считать пятницей, но не 5, а 15 октября. День весеннего равноденствия вновь был возвращен на 21 марта, и календарь стал называться Григорианским. Он был введен в России в 1918 г. Однако он тоже имеет ряд недостатков: неодинаковая продолжительность месяцев (28, 29, 30, 31 день), неравенство кварталов (90, 91, 92 дня), несогласованность чисел месяцев по дням недели.
