1.2 Рух Землі навколо своєї осі та Сонця

Земля обертається навколо своєї осі і навколо Сонця. Ці основні її рухи -орбітальний   -   справляють   великий   вплив   на   процеси,   які відбуваються на Землі.

Коли дивитися на Землю з боку Північного полюса, то вона обертається із на схід проти годинникової стрілки. Швидкість обертання Землі навколо своєї осі непостійна. На неї впливає переміщення речовини всередині планети і її поверхні (виверження вулканів, рух повітряних мас тощо).

Кутова швидкість обертання всіх точок Землі однакова і становить 15°/год. Лінійна швидкість визначається відстанню, яку проходить точка на поверхні Землі за певний період часу. Нерухомими залишаються лише географічні полюси. З найбільшою швидкістю (464 м/с) обертаються точки на лінії екватора.

Осьове обертання Землі має важливі наслідки. Насамперед, при ньому виникає відцентрова сила, яка визначає особливості фігури Землі. Наша планета могла би бути кулею лише у тому випадку, коли б не оберталася. При цьому, внаслідок дії взаємного притягання, всі земні частки розташувалися б рівномірно навколо загального центра притягання - центра фігури. Сила притягання на поверхні кулі у такому випадку всюди була б однаковою й спрямованою до центра. Це була б поверхня рівноваги.

При обертанні тіла виникає відцентрова сила, яка прямо пропорційна квадрату швидкості й обернено пропорційна відстані від осі обертання (V2/г). Відцентрова сила направлена перпендикулярно до осі обертання. На полюсах, Де лінійна швидкість обертання дорівнює нулю, відцентрова сила також Дорівнює нулю. На екваторі, де лінійна швидкість обертання Землі максимальна (464 м/с), відцентрова сила також буде максимальною.

Відцентрова сила зменшує силу притягання. Рівнодіюча цих двох сил називається силою тяжіння (g). Від полюсів до екватора, внаслідок збільшення відцентрової сили,  сила тяжіння зменшується.  Сила тяжіння  вимірюється прискоренням (см/с2), яке одержує тіло, що вільно падає, в першу свого падіння. На полюсах прискорення сили тяжіння дорівнює 983 см/секваторі - 978 см/с2. На полюсах і на екваторі напрям сили тяжіння (до цен фігури) співпадає з напрямом радіуса.  Між полюсом  і  екватором' тако співпадання немає. Рівновага поверхні порушується і при цьому виникає сил яка прагне її відновити. Дія цієї сили зумовлює переміщення мас у бік екватора Це   переміщення   буде   тривати   до   того   часу,   поки   поверхня   знову   та вирівняється (перпендикулярно до напряму сили тяжіння). "Відтік" мас від полюсів і "притік" їх до екватора зумовлять опускання поверхні (зменшення радіуса) у першому випадку й підняття її (збільшення радіуса) у другому Виникає стиснення й фігура перетворюється в еліпсоїд обертання. Розміри полярного радіуса - 6 356,863 км, екваторіального - 6 378,245 км.

Форма Землі визначає зональний розподіл тепла на земній поверхні (зменшення від екватора до полюсів), а також зональність усіх явищ, які прямо, або ж опосередковано залежать від теплового режиму.

Інший важливий наслідок осьового обертання Землі - відхилення тіл від напряму їх руху. Згідно закону інерції, тіло, що рухається, намагається зберегти напрям і швидкість руху відносно світового простору. Якщо рух відбувається відносно поверхні, яка переміщується (у даному випадку Землі, що обертається), то спостерігачу, який знаходиться на цій поверхні, здається, що тіло змінює напрям свого руху. Насправді воно продовжує рухатися у заданому напрямі, а поверхня під ним "відходить" у бік, повертається. Відхиляюча сила обертання Землі називається силою Коріоліса, на честь французького вченого Коріоліса, який уперше пояснив це явище в 1835 році.

Сила Коріоліса завжди спрямована перпендикулярно до руху тіла: вправо до напряму руху, якщо обертання відбувається проти годинникової стрілки, і вліво, якщо воно відбувається за годинниковою стрілкою. Ця сила залежить від швидкості руху тіла. Чим більша швидкість, тим більше відхилення.

Якщо тіло рухається у горизонтальній площині, то відхилення буде максимальним на полюсах, а на екваторі воно зникає. У Північній півкулі всі хаються, відхиляються вправо, а у Південній півкулі - уліво (коли боку Північного полюса,  Земля обертається за годинниковою дивитися з стрілкою).

Відхиляюча сила обертання Землі F прямо пропорційна масі тіла, що рухаються (m), швидкості його руху (V) і синусу широти (φ)

F=2ω∙m∙V∙sin φ,

де ω - кутова швидкість обертання Землі. 

З формули (1.1) добре видно, що сила Коріоліса невелика. Але її постійна дія   справляє великий вплив на напрям руху повітряних мас, морських течій, пінкових потоків та інші явища. Вона є причиною виникнення різних вихорів, в тому числі циклонів і антициклонів, існування систем повітряних і морських течій. 

Обертання Землі навколо осі зумовлює швидке переміщення сонячного освітлення по земній поверхні зі сходу на захід - зміна дня та ночі. Зміну дня і ночі зумовлює добовий ритм явищ і процесів у ландшафтній оболонці. Він виявляється у закономірній зміні кількості сонячної енергії, яку одержує земна поверхня, температури й вологості, атмосферного тиску, руху повітря.

З осьовим обертанням Землі пов'язане утворення припливної хвилі, яка щодобово обходить землю зі сходу на захід. Найбільше географічне значення мають морські припливи і відпливи. Вони приводять до періодичного затоплення й осушення низовинних узбереж, підпору води у низов'ях рік і виникнення припливно-відпливних течій.

Земля обертається навколо Сонця по еліптичній орбіті із середньою швидкістю 29,8 км/с і здійснює повний оберт за 365 діб 6 год. 9 хв. 9,6 с. Наслідком обертання Землі навколо Сонця при певному (нахиленому) положенні її осі в просторі, є зміна пір року. Річне обертання Землі навколо Сонця можна спостерігати за безперервною зміною положення Сонця на небі. Змінюється полуденна висота Сонця (вона неоднакова на різних широтах) і положення місця його сходу й заходу.

Видимий річний шлях Сонця - екліптика - являє собою.перетин неб сфери площиною земної орбіти. Вона нахилена під кутом 23°27' до небе екватора - лінії перетину площини земного екватора з небесною еф Екліптика перетинає небесний, екватор в точках весняного і осіннього рівнодення, коли Сонце переходить з однієї півкулі в другу.

Певне  положення  Землі  по  відношенню  до  Сонця,  яке  закономію змінюється під час його руху, зумовлює розташування на її поверхні сучасн поясів освітлення (астрономічних теплових поясів, обмежених лініями тропікі і полярних кіл). Пояси освітленості відрізняються один від одного висотою полуденного, положення Сонця й тривалістю дня. Чим вище піднімається Сонце над горизонтом і чим більша тривалість освітлення, тим більше тепла одержує пояс.   Таких  поясів  п'ять: жаркий, два помірних  і  два холодних.  Пояси освітлення - першооснова виділення природних широтних поясів.


Р О З Д І Л  2 ГЕОГРАФІЧНА ОБОЛОНКА

Зміст