Maa on alati liikumises. Kuigi tundub, et seisame liikumatult planeedi pinnal, tiirleb see pidevalt ümber oma telje ja päikese. Seda liikumist me ei tunneta, kuna see meenutab lendu lennukis. Liigume lennukiga sama kiirusega, seega ei tunne me üldse, et liigume.
Millise kiirusega Maa pöörleb ümber oma telje?
Maa teeb peaaegu 24 tunniga ühe pöörde ümber oma telje (täpsemalt 23 tunni 56 minuti 4,09 sekundi või 23,93 tunni jooksul)... Kuna Maa ümbermõõt on 40 075 km, siis kõik ekvaatoril asuvad objektid pöörlevad kiirusega ligikaudu 1674 km tunnis ehk ligikaudu 465 meetrit (0,465 km) sekundis. (40 075 km jagatakse 23,93 tunniga ja saame 1674 km tunnis).
(90 kraadi põhjalaiust) ja (90 kraadi lõunalaiust) on kiirus praktiliselt null, sest pooluspunktid pöörlevad väga aeglase kiirusega.
Kiiruse määramiseks mis tahes muul laiuskraadil korrutage laiuskraadi koosinus planeedi pöörlemiskiirusega ekvaatoril (1674 km tunnis). 45 kraadi koosinus on 0,7071, seega korrutage 0,7071 1674 km-ga tunnis ja saate 1183,7 km tunnis.
Vajaliku laiuskraadi koosinuse saab hõlpsasti määrata kalkulaatori abil või vaadata koosinustabelit.
Maa pöörlemiskiirus teistel laiuskraadidel:
- 10 kraadi: 0,9848 × 1674 = 1648,6 km tunnis;
- 20 kraadi: 0,9397 × 1674 = 1573,1 km tunnis;
- 30 kraadi: 0,866 × 1674 = 1449,7 km tunnis;
- 40 kraadi: 0,766 × 1674 = 1282,3 km tunnis;
- 50 kraadi: 0,6428 × 1674 = 1076,0 km tunnis;
- 60 kraadi: 0,5 × 1674 = 837,0 km tunnis;
- 70 kraadi: 0,342 × 1674 = 572,5 km tunnis;
- 80 kraadi: 0,1736 × 1674 = 290,6 km tunnis.
Tsükliline pidurdamine
Kõik on tsükliline, isegi meie planeedi pöörlemiskiirus, mida geofüüsikud saavad mõõta millisekundi täpsusega. Maa pöörlemisel on tavaliselt viieaastased aeglustus- ja kiirendustsüklid ning aeglustustsükli viimast aastat seostatakse sageli maavärinate sagenemisega kogu maailmas.
Kuna 2018. aasta on aeglustumise tsükli viimane aasta, ootavad teadlased tänavu seismilise aktiivsuse kasvu. Korrelatsioon ei ole põhjuslik, kuid geoloogid otsivad alati tööriistu, et proovida ennustada, millal järgmine massiivne maavärin tabab.
Maa telje vibratsioonid
Maa pöörleb veidi, kui selle telg triivib poolustes. On täheldatud, et Maa telje triiv on alates 2000. aastast kiirenenud, liikudes kiirusega 17 cm aastas itta. Teadlased on leidnud, et Gröönimaa sulamise ja Euraasia veekao koosmõju tõttu liigub telg edasi-tagasi liikumise asemel endiselt itta.
Eeldatakse, et telje triiv on eriti tundlik muutuste suhtes, mis toimuvad 45 kraadi põhja- ja lõunalaiusel. See avastus pani teadlased lõpuks vastama kauaaegsele küsimusele, miks telg üldse triivib. Ida- või läänesuunalise kõikumise põhjustasid kuivad või niisked aastad Euraasias.
Kui kiiresti liigub Maa ümber päikese?
Lisaks Maa pöörlemiskiirusele ümber oma telje tiirleb meie planeet ümber Päikese ka kiirusega umbes 108 000 km/h (ehk umbes 30 km/s) ning teeb oma tiiru ümber Päikese 365 256 päevaga.
Alles 16. sajandil mõistsid inimesed, et Päike on meie päikesesüsteemi keskpunkt ja Maa liigub selle ümber, mitte ei ole universumi statsionaarne kese.
Astronoomid on leidnud, et Maa osaleb samaaegselt mitut tüüpi liikumises. Näiteks selle osana liigub see ümber Linnutee keskpunkti ja meie galaktika osana osaleb galaktikatevahelises liikumises. Kuid inimkonnale on iidsetest aegadest teada kaks peamist liikumistüüpi. Üks neist on ümber oma telje.
Maa aksiaalse pöörlemise tagajärg
Meie planeet pöörleb ühtlaselt ümber kujuteldava telje. Seda Maa liikumist nimetatakse aksiaalseks pöörlemiseks. Kõik maapinnal olevad objektid pöörlevad koos maaga. Pöörlemine toimub läänest itta, st vastupäeva, kui vaadata Maad põhjapooluselt. Selle planeedi pöörlemise tõttu toimub hommikune päikesetõus idas ja päikeseloojang õhtul läänes.
Maa telg on 66 1/2 ° nurga all orbitaaltasandi suhtes, mida mööda planeet liigub ümber Päikese. Sel juhul on telg rangelt avakosmoses: selle põhjaots on pidevalt suunatud poolustähele. Maa aksiaalne pöörlemine määrab tähtede ja Kuu näilise liikumise üle taeva.
Maa pöörlemisel ümber oma telje on meie planeedile suur mõju. See määrab päeva ja öö muutumise ning loomuliku, looduse poolt antud ajamõõtühiku – päeva tekkimise. See on planeedi täieliku pöörde ümber oma telje periood. Päeva pikkus sõltub planeedi pöörlemiskiirusest. Olemasoleva ajaarvestussüsteemi kohaselt jaguneb päev 24 tunniks, tund - 60 minutiks, minut - 60 sekundiks.
Maa aksiaalse pöörlemise tõttu kalduvad kõik mööda selle pinda liikuvad kehad põhjapoolkeral nende liikumise suunas algsest suunast paremale ja lõunapoolkeral vasakule. Jõgedes surub läbipaindejõud vee vastu üht kallast. Seetõttu on jõgedel põhjapoolkeral tavaliselt järsem parem kallas ja lõunapoolkeral vasak kallas. Läbipaine mõjutab tuulte suunda, hoovusi ookeanides.
Aksiaalne pöörlemine mõjutab maa kuju. Meie planeet ei ole täiuslik pall, see on veidi kokkusurutud. Seetõttu on kaugus Maa keskpunktist poolusteni (polaarraadius) 21 kilomeetrit lühem kui kaugus Maa keskpunktist ekvaatorini (ekvaatori raadius). Samal põhjusel on meridiaanid ekvaatorist 72 kilomeetrit lühemad.
Aksiaalne pöörlemine põhjustab igapäevaseid muutusi päikesevalguse ja soojuse voolus maapinnale, selgitab tähtede ja kuu näilist liikumist üle taeva. See määrab ka aja erinevuse maailma eri osades.
Maailma aeg ja ajavööndid
Samas võib maailma eri paigus olla ka kellaaeg erinev. Kuid kõikide punktide jaoks, mis asuvad samal meridiaanil, on aeg sama. Seda nimetatakse kohalikuks ajaks.
Ajastuse mugavuse huvides jagatakse Maa pind tinglikult 24-ks (vastavalt tundide arvule ööpäevas). Igas tsoonis olevat aega nimetatakse standardajaks. Tsoone loendatakse nullajavööndist. See on vöö, mille keskel on Greenwichi (null) meridiaan. Aega sellel meridiaanil nimetatakse universaalseks. Kahes naabertsoonis erineb standardaeg täpselt 1 tunni võrra.
Kaheteistkümnenda ajavööndi keskel, ligikaudu piki 180. meridiaani, on kuupäevajoon. Selle mõlemal poolel langevad tunnid ja minutid kokku ning kalendrikuupäevad erinevad ühe päeva võrra. Kui reisija ületab selle joone idast läände, siis nihutatakse kuupäev päeva võrra ette ja kui läänest itta, siis üks päev tagasi.
Meie planeet on pidevas liikumises, tiirleb ümber päikese ja oma telje. Maa telg on mõtteline joon, mis on tõmmatud põhjast lõunapoolusele (pöörlemise ajal jäävad nad liikumatuks) Maa tasapinna suhtes 66 0 33 ꞌ nurga all. Inimesed ei oska pöördemomenti märgata, sest kõik objektid liiguvad paralleelselt, nende kiirus on sama. See näeks välja täpselt samasugune, nagu sõidaksime laeval ega märkaks sellel olevate esemete ja esemete liikumist.
Täispööre ümber telje sooritatakse ühe sidereaalse päeva jooksul, mis koosneb 23 tunnist 56 minutist ja 4 sekundist. Selle intervalli jooksul pöördub planeedi üks või teine pool Päikese poole, saades sellelt erineva koguse soojust ja valgust. Lisaks mõjutab Maa pöörlemine ümber telje selle kuju (lamendunud poolused on planeedi ümber telje pöörlemise tulemus) ja kehade horisontaaltasapinnal liikumisel tekkivat läbipainet (lõuna jõed, hoovused ja tuuled Poolkera kõrvalekaldumine vasakule, põhjapoolkera paremale).
Lineaarne ja nurkne pöörlemiskiirus
(Maa pöörlemine)
Maa pöörlemiskiirus ümber telje on ekvaatorivööndis 465 m / s ehk 1674 km / h, kuna kaugus sellest järk-järgult aeglustub, põhja- ja lõunapoolusel võrdub see nulliga. Näiteks ekvatoriaallinna Quito (Ecuadori pealinn Lõuna-Ameerikas) elanike jaoks on pöörlemiskiirus vaid 465 m / s ja ekvaatorist põhja pool 55. paralleelil elavate moskvalaste jaoks on see 260 m / s. s (peaaegu kaks korda vähem) ...
Igal aastal väheneb pöörlemiskiirus ümber telje 4 millisekundi võrra, mis on seotud Kuu mõjuga mere ja ookeani mõõna ja voolu tugevusele. Kuu gravitatsioon tõmbab vett Maa aksiaalsele pöörlemisele vastupidises suunas, tekitades kerge hõõrdejõu, mis aeglustab pöörlemiskiirust 4 millisekundi võrra. Nurkpöörde kiirus jääb kõikjal samaks, selle väärtus on 15 kraadi tunnis.
Miks päev muutub ööks
(Öö ja päeva muutus)
Maa täieliku pöörde ümber oma telje aeg on üks sideerpäev (23 tundi 56 minutit 4 sekundit), sel perioodil on päikesepaisteline pool algul päeva "armudel", varjupool - öösel ja siis vastupidi.
Kui Maa pöörleks erinevalt ja selle üks külg oleks pidevalt Päikese poole pööratud, siis oleks kõrge temperatuur (kuni 100 kraadi Celsiuse järgi) ja kogu vesi aurustuks, teiselt poolt - vastupidi, pakane möllaks ja vesi oli paksu jääkihi all. Nii esimene kui ka teine tingimus oleksid elu arenguks ja inimliigi eksisteerimiseks vastuvõetamatud.
Miks aastaajad muutuvad
(Vahetuvad aastaajad Maal)
Tänu sellele, et telg on maapinna suhtes teatud nurga all kallutatud, saavad selle lõigud erinevatel aegadel erineval määral soojust ja valgust, mis põhjustab aastaaegade vaheldumise. Vastavalt aastaaja määramiseks vajalikele astronoomilistele parameetritele võetakse võrdluspunktideks mõned ajahetked: suve ja talve puhul on need pööripäevad (21. juuni ja 22. detsember), kevade ja sügise pööripäevad (märts). 20. ja 23. septembril). Septembrist märtsini pööratakse põhjapoolkera vähem aega Päikese poole ja saab vastavalt vähem soojust ja valgust, tere talv-talv, lõunapoolkera saab sel ajal palju soojust ja valgust, elagu suvi! Möödub 6 kuud ja Maa liigub oma orbiidi vastaspunkti ja juba põhjapoolkera saab rohkem soojust ja valgust, päevad muutuvad pikemaks, Päike tõuseb kõrgemale - suvi on tulekul.
Kui Maa asuks Päikese suhtes eranditult püstises asendis, siis aastaaegasid üldse ei eksisteeriks, sest Päikese poolt valgustatud poole kõik punktid saaksid ühesuguse ja ühtlase koguse soojust ja valgust.
Maapinna olemuse jaoks on maa aksiaalne pöörlemine suure tähtsusega.
1.
See loob põhilise ajaühiku – päeva, mis jaguneb kaheks põhiosaks – valgustatud ja valgustamata. Loomade ja taimede füsioloogiline aktiivsus osutus orgaanilise maailma evolutsiooni käigus selle ajaühikuga kooskõlastatuks. Pingete (töö) ja lõõgastumise (puhkuse) muutumine on organismide sisemine vajadus. Selle rütmid võisid olla erinevad, kuid evolutsiooni käigus tekkis valik selliseid organisme, mille sisemine bioloogiline "kell" "töötab" igapäevaselt.
Bioloogiliste rütmide peamine sünkroniseerija on valguse ja pimeduse vaheldumine. Seda seostatakse fotosünteesi, rakkude jagunemise ja kasvu, hingamise, vetikate sära ja palju muuga.
Kuna päeva pikkus on aastaaegade lõikes erinev, siis loomade ja taimede päevarütm kõigub 23-26 ja mõne 22-28 tunni vahel.
Päevast sõltub maapinna soojusrežiimi (ja mitte soojushulga) kõige olulisem tunnus – päevase kütte ja öise jahutamise muutus. Sel juhul pole oluline ainult muutus; vaid ka nende kestust.
Päevane rütm avaldub ka elutus looduses: kivimite soojenemises ja jahenemises ning ilmastikuoludes, veehoidlate temperatuurirežiimis, õhutemperatuuris ja tuultes, maasademetes.
2.
Geograafilise ruumi pöörlemise teine oluline tähendus on selle jagunemine paremale ja vasakule. See viib liikuvate kehade liikumisteede kõrvalekaldumiseni põhjapoolkeral paremale ja lõunapoolkeral vasakule.
1826. aastal juhtis ajaloolane P. A. Slovtsov tähelepanu Siberi jõgede paremkallaste erosioonile. 1857. aastal väljendas vene akadeemik K. M. Baer üldist teesi, et kõik põhjapoolkera jõed õõnestavad paremkaldaid. 1835. aastal sõnastas prantsuse matemaatik G. Coriolis kehade suhtelise liikumise teooria pöörlevas tugisüsteemis. Pöörlev geograafiline ruum on selline liikuv süsteem. Kehade liikumisteede kõrvalekallet paremale või vasakule nimetatakse Coriolise jõuks või Coriolise kiirenduseks.
Nähtuse olemus on järgmine. Kehade liikumissuund on loomulikult sirgjooneline maailma telje suhtes. Kuid Maal toimub see pöörleval sfääril, liikuva keha all, horisondi tasapind pöördub põhjapoolkeral vasakule ja lõunapoolkeral paremale. Kuna vaatleja asub pöörleva sfääri tahkel pinnal, tundub talle, et liikuv keha kaldub paremale, samas kui horisondi tasapind läheb tegelikult vasakule.
Coriolise jõudu saab kõige selgemalt jälgida Foucault pendli hoos. Vabale niidile riputatud koorem kõikub maailma telje suhtes ühel tasapinnal. Pendli all olev ketas pöörleb koos Maaga. Seetõttu toimub pendli iga õõts ketta suhtes uues suunas. Leningradis (φ = 60 °) pöördub pendli all olev ketas tunni jooksul 15 ° sin 60 ° -13 °, kus 15 ° on Maa pöördenurk tunni jooksul.
Liikumistee kõrvalekalle füüsilises olemuses mis tahes massi algsest suunast on sama, mis Foucault pendli hälve.
Masside inertsist tingitud sirgjoonelise liikumise säilimine ja maapinna samaaegne pöörlemine põhjustavad liikumissuundade nähtavat kõrvalekallet põhjapoolkeral paremale ja lõunapoolkeral vasakule, olenemata sellest, kas mass liigub mööda meridiaani või paralleeli.
Seega on Maa pöörlemise kõrvalekaldumisjõud otseselt võrdeline liikuva keha massi, liikumiskiiruse ja laiuskraadi siinusega. Ekvaatoril on see 0 ja suureneb laiuskraadi suurenedes.
Kõik liikuvad massid on allutatud Coriolise jõu toimele: vesi ookeani- ja merehoovustes, jõgedes, õhumassid atmosfääri tsirkulatsiooni protsessis, aine Maa tuumas; Ballistikas võetakse arvesse ka Coriolise jõudu.
3. Maa pöörlemine (koos sfäärilise kujuga) päikesekiirguse (valgus ja soojus) väljas määrab looduslike vööndite lääne-ida ulatuse.
4. Oleme juba näinud Maa pöörlemisrežiimi ebaühtluse geodeetilisi (planeedi kujundi jaoks) ja geofüüsikalisi (masside ümberjaotumise jaoks tema kehas) tagajärgi.
5. Maa pöörlemise tõttu omandavad erinevates kohtades korratud tõusvad ja laskuvad õhuvoolud valdava spiraalsuse: põhjapoolkeral tekib vasak, lõunapoolkeral parempoolne kruvi. Sellele mustrile alluvad õhumassid, ookeaniveed ja tõenäoliselt ka tuum.
Kui kujutate end vaimselt ette põhjapooluse kohal õhus hõljumas, näete, et Maa pöörleb vastupäeva. Seetõttu Päike tõuseb idast ja loojub läände. Maa aksiaalset pöörlemist kinnitavad katsed Foucault pendliga. Keermel õõtsuv rippkoorem (nöörijoon) muudab pidevalt oma pöördetasapinda. Sellist mõistet nagu aeg seostatakse Maa pöörlemisega. Väga lihtsustatult: aeg on regulaarselt korduv sündmus (nähtus), mis on liikumisega lahutamatult seotud. Kui liikumist pole, ei saa sündmust korrata. Ikka ja jälle kordub Maal Päikese tõus ja loojumine, toimub päeva ja öö vaheldumine. See on tingitud Maa liikumisest ümber oma telje.
Maa teeb päevaga täieliku pöörde, see tähendab, et selle pöörlemisperiood määrab aja põhiühiku - päeval. Nad said nime päikselised päevad erinevalt sidereaalsetest päevadest, mis ajaliselt veidi erinevad. Väiksemate ajaühikute saamiseks jagati päev 24 võrdseks osaks, mida nimetati tundideks, tunnid jagati minutiteks ja minutid sekunditeks. Tegelikult on täpse aja määramine siin kirjeldatust keerulisem. Selle määramiseks kasutati astronoomilisi vaatlusi ja arvutusi, mis näitasid, et Maa liikumises ümber oma telje esineb kõikumisi ning keskmiselt kestab päikesepäev 24 tundi 3 minutit 56,5 sekundit. Umbes 24-tunnine erinevus koguneb 4 aasta jooksul. Seetõttu on liigaasta, kus on 366 päeva, mitte 365 nagu tavalisel aastal.
Selge on see, et teatud hetkel on maakera eri paigus erinevad ajad. Seda aega nimetatakse kohalik aeg, ja see erineb, kuigi mitte palju, isegi naaberasulates. Seetõttu jagati maakera pind mugavuse huvides meridionaalselt läbi 15 ° 24 osaks, mis said nime ajatsoonid... Aega sellistes tsoonides nimetatakse standardaeg... Standardajaks loetakse iga sellise vöö keskmisel meridiaanil saadaolevat kohalikku aega. Iga ajavööndi aeg erineb naabervöönditest 1 tunni võrra. Venemaa territoorium hõlmab 11 ajavööndit (2.-12.). Per universaalne aeg võetakse nulltsooni aeg, mille keskel möödub null (Greenwichi) meridiaan.
Ajavööndeid loetakse Greenwichi meridiaanist ida pool. Moskva ja Peterburi on teises ajavööndis. Seega, kui Londonis on kell 12 pärastlõunal, siis nendes linnades võrdub kellaaeg 14-ga. Tähelepanelik inimene hakkab kohe vastu ja ütleb, et suveaeg Peterburis ja Moskvas erineb Londoni ajast mitte 2, vaid 3 tunni võrra ja tal on täiesti õigus. Fakt on see, et suvel nihutatakse standardaeg 1 tunni võrra ettepoole. Seda tehakse selleks, et päeva aega paremini ära kasutada. See eridekreediga kehtestatud aeg on nn suveaeg(määrus - dekreet, dekreet). Alates 1930. aastast kehtis meie riigis suveaeg, kuna kellasid nihutati standardaja suhtes pidevalt 1 tund ettepoole. 1991. aastal see suveaeg tühistati, kuid suvel kehtestatakse valitsuse erimäärusega suveaeg 1 tund tavaajast ees.
Nimetatakse selle ajavööndi aega, kus asub Venemaa pealinn Moskva aeg, per Kesk-Euroopa aeg selle ajavööndi aeg, kus asub Prantsusmaa pealinn Pariis. Peab ütlema, et maismaal kehtestatud tinglikud ajavööndite jooned on looduses katkenud. Selle põhjuseks on ajavööndite piiride tõmbamine piki osariikide piire või piki halduspiire suurte osariikide sees, kuna nendes oleva aja määrab tavaliselt nende pealinnade või halduskeskuste standardaeg.
Maakera pinnal on veel üks kokkuleppeline joon. seda kuupäeva muutmise rida, st rida, mille mõlemal küljel on kuupäevad ühe päeva võrra erinevad. See kulgeb 12. ajavööndi keskel, langedes peaaegu kokku 180° meridiaaniga.
Maa pöörlemise tulemusena mõjutavad selle pinda mööda (mööda) liikuvad kehad Coriolise kiirendus, mis kaldub kõrvale nende algsest liikumissuunast põhjapoolkeral paremale ja lõunapoolkeral vasakule. Seetõttu uhuvad põhjapoolkera jõed ära parema kalda ja lõunapoolkera jõed vasaku. See on üldtuntud Baire'i seadus. Coriolise kiirendus mõjutab sarnaselt kõiki lineaarselt liikuvaid objekte (õhuvoolud, merehoovused jne), põhjapoolkeral kaldub need paremale ja lõunapoolkeral vasakule. Ekvaatoril liikuvate kehade läbipaine puudub, see tähendab, et Coriolise kiirendus võrdub 0-ga. Selle suurenemine toimub pooluste suunas, mille lähedal on see maksimaalne.
Maa aksiaalse pöörlemise tagajärg on päeva ja öö muutumine sellel. Kui pöörlemistelg oleks risti Maa orbiidi tasapinnaga, mille piires ta tiirleb ümber Päikese, siis oleks päev Maal alati võrdne ööga, st päevavalguse ja pimeduse aeg oleks täpselt 12 tundi kl. aeg. Kuid Maa pöörlemistelg on kallutatud ja selle kaldenurk orbitaaltasandi suhtes on umbes 66,5 °. Seetõttu on päev pikem kui öö ja vastupidi, välja arvatud ekvaator, kus päev on alati võrdne ööga. Kuna pöörlemistelg on alati risti ekvaatori tasapinnaga, on viimane Maa orbiidi tasapinna suhtes 23,5 ° nurga all.
Maa aksiaalse pöörlemise geograafilised tagajärjed seisnevad selle kuju mõjutamises polaarse kokkusurumise näol, õhuvoolude, merehoovuste ja kanalite voolude regulaarsetes kõrvalekalletes Coriolise kiirenduse toimel, juuresolekul. kohta ööpäevane rütm(päeva ja öö vaheldumine), mis väljendub rütmilistes muutustes looduses (tuuled, temperatuurimuutused, organismide ärkvelolek ja uni jne).
