в какую сторону наклонена земная ось
Наклон Земли
Ранее полагали, что наша планета могла быть плоской, зигзагообразной или кубической формы. Но длительные изучения показывают, что мы один из сфероидов, совершающих обороты вокруг нашей звезды.
Мы многое знаем об орбитальном пути, удаленности от Солнца, а также об осевом наклоне. Давайте же разберемся в том, как выглядит наклон Земли.
Наклон Земли и земная ось
Вертикальная планетарная ось вращения расположена под определенным углом. Это приводит к тому, что солнечные лучи распределяются неравномерно в течение года. Угол достигает 23.44°.
Земная ось указывает севером на Полярную звезду, а югом на Сигму Октанта
Влияние наклона Земли
Осевой наклон Земли и его отношение к оси вращения и орбитальной плоскости
Именно этому наклону оси Земли мы должны быть благодарны за смену времен года. Когда северный полюс повернут к звезде, то на нем начинается лето, а на южном – зима. Через 6 месяцев они меняются местами.
Кроме того, угол наклона Земли влияет на суточный цикл. Летом Солнце поднимается выше и день длится дольше. Наиболее экстремальная ситуация наблюдается над полярным кругом, где дневной свет часть года отсутствует, а также 6 месяцев темноты на Севером полюсе (полярная ночь). На Южном полюсе противоположная ситуация, когда день может охватывать 24 часа!
Сезоны определяются моментами солнцестояний (21 декабря и 21 июня) и равноденствий (20 марта и 22 сентября).
Длительное время осевой наклон остается стабильным. Но существует такой момент как нутация – раскачивание с периодичностью в 18.6 лет. Ось проходит через этот процесс, из-за чего немного отклоняется.
Прецессия приводит к тому, что дата сезонов меняется с цикличностью в 25800 лет. Это не только вызывает отличие между сидерическими и тропическим годами, но и переворачивает сезоны. То есть, на северном полушарии лето настанет в декабре, а зима в июне.
Художественная интерпретация земного вращения и прецессии равноденствий
Также от прецессии зависит перемена длительности дня. Это момент, когда меняются даты перигелия и афелия. В общем, вы видите, что осевое вращение и орбитальный путь связаны с многими факторами. Поверьте, что когда-то люди были шокированы узнав, что Земля способна двигаться. Даже Коперник с Галилеем полагали, что мы живем на идеальном шаре.
Ось вращения Земли
Ось вращения Земли наклонена под углом в 23,5° относительно плоскости эклиптики. Именно из-за этого наклона у нас на планете Земля происходит смена сезонов.
Чтобы лучше разобраться в том, как происходит вращение Земли вокруг своей оси, сначала необходимо поговорить о Солнце. Представьте себе линию, которая проходит через Северный и Южный полюса Солнца. Это и есть ось вращения Солнца. Затем вообразите себе диск, выходящий из солнечного экватора во всех направлениях. Этот диск называется плоскостью эклиптики. Астрономы уже давно измерили оси вращения, проходящие через каждую из планет Солнечной системы. Затем измерили угол осевого наклона относительно оси вращения Солнца.
Графическое изображение оси вращения Земли
У нашей планеты этот угол наклона оси равен примерно 23,5°. Это угол относительно оси вращения Солнца. Из-за такого наклона земной оси, на нашей планете происходит регулярная смена времен года. В летний сезон ось Земли наклонена таким образом, что Северный полюс Земли наклоняется к Солнцу. Регионы северного полушария получают больше солнечных лучей и поэтому там теплее, чем в Южном полушарии. Осенью, как Северное полушарие, так и Южное получают равную долю солнечного света. В зимний период Северный полюс наклоняется в сторону от Солнца, и поэтому там холоднее, а в Южном полушарии теплее.
Точный градус наклона земной оси составляет 23,439281°.
Угол наклона Земли является практически стабильным в течение длительного периода времени, но Земля слегка покачивается на своей оси, как волчок – это называется прецессией. В связи с этим время смены сезонов медленно меняется. Цикл смены составляет примерно 25 800 лет. Таким образом, лето и зима поменяются местами, и лето будет приходить в северное полушарие в декабре, а зима в июне. Теперь вы знаете, что собою представляет ось вращения планеты Земля.
Как вращается Земля
Наша планета всегда в движении. Вращение Земли происходит одновременно вокруг центральной точки Солнечной системы и вокруг своей оси.
Земная ось и ее наклон
Под земной осью понимают условную прямую, проходящую через центр и оба географических полюса планеты.
Она не вертикальна — наклонена под углом 66°33´, и это объясняет смену времен года:
Если бы земная ось располагалась всегда вертикально, явления сезонности планета не знала бы: на освещенной Солнцем половине все точки получали бы одинаковый объем тепла и света.
На угол наклона оси не влияет никакой внешний или внутренний фактор, включая притяжение Солнца, луны или других планет, но сама ось совершает прецессию — перемещение по круговой конической траектории.
Сегодня географический Северный полюс Земли смотрит на Полярную звезду, но уже через 12 тыс. лет ось развернется в противоположную сторону.
Полюс будет направлен на звезду Вега в созвездии Лиры. Через 25,8 тыс. лет он снова вернется к Полярной звезде.
Вращение Земли вокруг своей оси
Один такой оборот Земли называется сутками и длится 24 часа, точнее — 23 часа 56 минут и несколько секунд. Движение планеты происходит с запада на восток. Это явление объясняет смену дня и ночи: день наблюдается на той половине земного шара, которая освещается Солнцем, а ночь — на теневой стороне.
Из-за такого вращения существует отклонение любых движущихся потоков вещества (воды в реках, воздуха в ветрах) от линий, параллельных экватору: в южном влево, а в северном — в обратную сторону. По-разному движутся и водовороты — от природных круговых водопадов до воды в сливе домашнего умывальника. В северной части планеты вода в воронках крутится по часовой стрелке, в южном полушарии — в обратном направлении.
Линейная скорость такого движения планеты на экваторе — 465 м/с (1674 км/ч).
С увеличением широты на север и на юг скоростные показатели постепенно становятся ниже, например на 55° с.ш. (широта Москвы) они уже почти в 2 раза меньше и равны 260 м/с.
На Южном и Северном полюсах линейная скорость достигает 0 м/с. Угловая скорость вращения планеты в любой ее точке одинакова — 15° в час.
Ученые обнаружили пятилетние циклы ускорения и замедления в обращении Земли вокруг оси, и каждый последний «медленный» год чаще всего сопровождается всплеском количества землетрясений во всем мире. Прямая причинно-следственная связь этого еще не выявлена, но такие циклы могут стать инструментом прогнозирования роста сейсмической активности.
Вращение Земли вокруг Солнца
Обращение планеты по отношению к центральной точке нашей системы происходит по эллиптической орбите на среднем расстоянии от центра системы почти 149,6 млн км со средней орбитальной скоростью примерно 29,8 км/с.
Значение скорости изменяется в зависимости от расположения нашей планеты в космическом пространстве: находясь в ближайшей к Солнцу точке (она называется перигелием), это небесное тело движется быстрее — более 30 км/с, в афелии (наиболее удаленной от светила позиции) — медленнее, около 29,3 км/с.
Пока Земля совершает полный оборот вокруг Солнца, она успевает сделать примерно 365,25 своего собственного витка. Столько дней входит в 1 астрономический год.
Он отличается от календарного, в котором за сутки принят период времени ровно 24 часа и который длится 365 дней. Каждый четвертый год в календарь добавляется дополнительный, 366 день.
В какую сторону вращается Земля
Если глянуть на Солнечную систему «сверху», т. е. так, что земельные участки, расположенные около Северного полюса, будут ровно напротив нашего взгляда, то вращение будет проходить против часовой стрелки
Почему мы не чувствуем ее движения
Человек не может ощущать вращения планеты, потому что вместе с ним параллельно движутся и все объекты на ее поверхности, в том же направлении и с такой же скоростью. Как пример, можно привести плавание на корабле. Находясь на его палубе, мы не замечаем, что окружающие предметы плывут по водоему вместе с нами. Относительно нас самих они остаются неподвижными.
Что, если она остановится
Если Земля перестанет вращаться вокруг своей оси, то:
Земные сутки будут длиться целый год, длина дня составит 6 месяцев, и после незначительного периода сумерек на планете наступит шестимесячная ночь. Закат и восход станут определяться исключительно вращением планеты вокруг светила — всходить оно будет на западе и заходить на востоке.
Так как линейная вращательная скорость достигает весомых значений, при внезапной остановке планеты все здания, растения, животные и люди будут снесены с поверхности силами инерции.
Исключение составят лишь сооружения, вмурованные в земную твердь или горные породы. По инерции продолжат вращаться океаны, вызвав гигантский цунами.
Сегодня под воздействием центробежных сил Земля несколько сплющена у полюсов и имеет своеобразный «горб» в области экватора. После остановки он исчезнет, вся вода океанов стечет к югу и северу, обнажив дно в экваториальной области до 30° с.ш. и ю.ш.. Так на планете образуется один опоясывающий ее гигантский материк и две полюсные «водяные шапки».
Магнитное поле Земли также пропадет, оставив нас без защиты от солнечного и космического ветров — опасных для всего живого заряженных частиц, которые обрушатся на планету. Потеря магнитного поля приведет к исчезновению полярных сияний.
Все описанные последствия справедливы и для ситуации, если прекратится движение Земли вокруг Солнца, только они будут еще более катастрофическими. Смены времени суток больше не будет, на одной половине планеты установится вечная ночь, на другой — такой же вечный день.
В какую сторону наклонена земная ось
Войти
Авторизуясь в LiveJournal с помощью стороннего сервиса вы принимаете условия Пользовательского соглашения LiveJournal
Некоторые соображения об угле наклона земной оси
На сей день имеем угол наклона оси Земли 23°27′ или, в десятичном выражении, 23,438°.
К 90° полушария добавим значения тропика: 23,438° +90° = 113,438°.
Полученное значение разделим на сумму двух тропиков: 113,438/46,876=2,420. Таково современное соотношение.
— сейчас идёт уменьшение наклона оси.
В «Части 15.1. Кон. С островом Пасхи придётся считаться» было обнаружено, что, лежащие на одном меридиане (при «-2»-х полюсных позициях), остров Пасха и комплекс Теотиуакан, симметричны относительно экватора и находятся на тропике с точностью в доли градуса.
В «Части 15.2. Кон. Некоторые дополнения» было посчитано соотношение по длинам дуг (здесь исходим из того, что эти длины за некоторое время сильно не изменились), значение которого определилось как 2.39. Такому значению соответствует угол наклона земной оси в 23,81°
При периоде в 40.000 лет или в 41.000 лет (как на верхнем рисунке) промежуточные значения угла наклона земной оси случаются дважды, т.е. раз в 20.500 лет. Не углубляясь в тригонометрию (мы пока не ставим задачи получить большую точность), аппроксимируем синусоиду треугольной функцией. Тогда можем считать, что за 20.500 лет угол изменяется на 2,4 (24,5°-22,1°) градуса.
Таким образом, изменение угла наклона земной оси в 0,37° могло произойти за (20.500лет*0,37°)/2,4° = 3160 лет
Если наши предположения верны (а именно то, что терраформирование о.Пасхи и строительство комплекса Теотиуакана привязывали точно к широте тропика на тот момент, и значительных изменений размеров Земли за оцененный период не произошло, или они произошли, но пропорционально), то указанные в скобках события произошли приблизительно 1140 лет до н.э.
Угол наклона земной оси и другие уникальные особенности родной планеты
Земная ось и ее наклон
Под земной осью понимают условную прямую, проходящую через центр и оба географических полюса планеты.
Она не вертикальна — наклонена под углом 66°33´, и это объясняет смену времен года:
Смена времен года на нашей планете зависит от расположения ее оси. Credit: Сезоны-года.рф
Если бы земная ось располагалась всегда вертикально, явления сезонности планета не знала бы: на освещенной Солнцем половине все точки получали бы одинаковый объем тепла и света.
На угол наклона оси не влияет никакой внешний или внутренний фактор, включая притяжение Солнца, луны или других планет, но сама ось совершает прецессию — перемещение по круговой конической траектории.
Сегодня географический Северный полюс Земли смотрит на Полярную звезду, но уже через 12 тыс. лет ось развернется в противоположную сторону.
Полюс будет направлен на звезду Вега в созвездии Лиры. Через 25,8 тыс. лет он снова вернется к Полярной звезде.
Точность важна для науки
Вернёмся к вопросу о полюсе. Определение его точного положения среди звёзд – есть одна из важнейших задач астрометрии, которая занимается измерениями дуг и углов на небесной сфере с целью определения координат звёзд и планет, собственных движений и расстояний до звёзд, а также решением задач практической астрономии, важных для географии, геодезии и навигации.
Найти положение полюса мира можно с помощью фотографии. Представьте себе длиннофокусную фотографическую камеру, осуществлённую в виде астрографа, направленную неподвижно на область неба близ полюса. На такой фотографии каждая звезда опишет более или менее длинную дугу окружности с единым общим центром, который и будет полюсом мира – той точкой, куда направлено вращение земной оси.
Вращение Земли вокруг своей оси
Один такой оборот Земли называется сутками и длится 24 часа, точнее — 23 часа 56 минут и несколько секунд. Движение планеты происходит с запада на восток. Это явление объясняет смену дня и ночи: день наблюдается на той половине земного шара, которая освещается Солнцем, а ночь — на теневой стороне.
Из-за такого вращения существует отклонение любых движущихся потоков вещества (воды в реках, воздуха в ветрах) от линий, параллельных экватору: в южном влево, а в северном — в обратную сторону. По-разному движутся и водовороты — от природных круговых водопадов до воды в сливе домашнего умывальника. В северной части планеты вода в воронках крутится по часовой стрелке, в южном полушарии — в обратном направлении.
Суточный оборот Земли. Credit: Infourok
Линейная скорость такого движения планеты на экваторе — 465 м/с (1674 км/ч).
С увеличением широты на север и на юг скоростные показатели постепенно становятся ниже, например на 55° с.ш. (широта Москвы) они уже почти в 2 раза меньше и равны 260 м/с.
На Южном и Северном полюсах линейная скорость достигает 0 м/с. Угловая скорость вращения планеты в любой ее точке одинакова — 15° в час.
Ученые обнаружили пятилетние циклы ускорения и замедления в обращении Земли вокруг оси, и каждый последний «медленный» год чаще всего сопровождается всплеском количества землетрясений во всем мире. Прямая причинно-следственная связь этого еще не выявлена, но такие циклы могут стать инструментом прогнозирования роста сейсмической активности.
Детская игрушка волчок открывает небольшую тайну
Если бы Земля не вращалась, то она стремилась бы наклоняться, как бы кивая, так, чтобы экватор все время следил за Солнцем и Луной.
Правда, вследствие огромной массы и инерции Земли, такие колебания были бы очень незначительными, так как на столь быструю смену направлений Земля не успевала бы реагировать. Мы хорошо знакомы с этим явлением на примере детского волчка. Сила тяжести стремится опрокинуть волчок, но центростремительная сила защищает его от падения. В итоге, ось движется, описывая коническую форму. И чем быстрее движение, тем более узкая фигура. Точно так же себя ведёт и земная ось. Это и является неким гарантом её стабильного положения в пространстве.
Вращение Земли вокруг Солнца
Обращение планеты по отношению к центральной точке нашей системы происходит по эллиптической орбите на среднем расстоянии от центра системы почти 149,6 млн км со средней орбитальной скоростью примерно 29,8 км/с.
Значение скорости изменяется в зависимости от расположения нашей планеты в космическом пространстве: находясь в ближайшей к Солнцу точке (она называется перигелием), это небесное тело движется быстрее — более 30 км/с, в афелии (наиболее удаленной от светила позиции) — медленнее, около 29,3 км/с.
Годовой оборот Земли. Credit: Spacegid
Пока Земля совершает полный оборот вокруг Солнца, она успевает сделать примерно 365,25 своего собственного витка. Столько дней входит в 1 астрономический год.
Он отличается от календарного, в котором за сутки принят период времени ровно 24 часа и который длится 365 дней. Каждый четвертый год в календарь добавляется дополнительный, 366 день.
В какую сторону вращается Земля
Если глянуть на Солнечную систему «сверху», т. е. так, что земельные участки, расположенные около Северного полюса, будут ровно напротив нашего взгляда, то вращение будет проходить против часовой стрелки
Особые отличия от соседних планет Земной группы
1. Наша планета является самой большой по размеру среди них. Венера, а особенно Марс и Меркурий в своих размерах существенно уступают ей.
2. Только на Земле присутствует кислород в достаточном количестве и в правильном соотношении, что важно для наличия жизни.
3. Имеет самое сильное магнитное поле, которое защищает от радиации и самый крупный естественный спутник — Луну.
4. Единственная из планет Земной группы обладает огромным запасом воды.
5. Расстояние до Солнца — около полутора сотен миллионов километров — оказалось счастливым для нее.
Эклиптическая система координат
На основе эклиптики существует система эклиптических звездных координат. Плоскость эклиптики была принята за основу. Координаты определяются между плоскостью и полюсом эклиптики. Основными координатами является эклиптическая широта и эклиптическая долгота. Широта — это угол между плоскостью эклиптики и объектом. Долгота — это угол между точкой весеннего равноденствия и плоскостью широты.
Полеты в пространстве
Во многих фантастических романах описываются приключения космических кораблей, астероидов, попавших в пояс, который расположен между орбитами Марса и Юпитера. Такие эпизоды есть у Ефремова, Стругацких, Лема. Пояс астероидов, как и все планеты Солнечной системы, вращается в плоскости эклиптики. Может быть, стоит выйти за пределы этой плоскости и избежать всех возможных столкновений? К сожалению, по законам небесной механики, это требует очень больших затрат энергии и, соответственно, большого количества дополнительного топлива. Кроме того, стоит учитывать, что обратное возвращение потребует тоже больших энергозатрат. В перспективе рассматриваются космические корабли с солнечным парусом, которые используют солнечный ветер.
В одном из рассказов С. Лема о пилоте Пирксе полеты в этой зоне вообще запрещены, она объявлена закрытой. Потом выясняется, что там находится инопланетный космический корабль, который тщательно скрывают. Расчет межпланетных космических орбит — очень сложная задача. Приходится решать проблему минимум трех движущихся тел, учитывать гравитацию планет и особенности их вращения. Космические аппараты, запущенные к другим планетам, движутся по сложным траекториям. Сила тяготения планет используется иногда для их ускорения.
Так, первые, запущенные еще в 70-е годы, зонды «Пионер-10» и «Пионер-11» уже покинули пределы Солнечной системы под действием тяготения Юпитера и Сатурна. Во всех этих расчетах понятие эклиптики играет фундаментальную роль. Что такое эклиптика для межпланетных путешествий, уже объяснять не надо.
Змееносец
Созвездие Змееносца утвердилось на эклиптике в первой половине XX века, когда были уточнены границы и координаты созвездий. Оно расположено между Скорпионом и Стрельцом. Причем в Змееносце Солнце проводит даже больше времени, чем в Стрельце. В созвездии Змееносца вспыхнула в 1604 году последняя в нашей Галактике сверхновая звезда. Ее наблюдал еще Иоганн Кеплер. В 1848 году была зафиксирована вспышка новой звезды. В созвездии Змееносца много интересных астрономических объектов. Это красный карлик — звезда Барнарда, множество шаровых скоплений и около 2500 переменных звезд. Ученые открыли около 9 звезд в этом созвездии.
А когда наблюдать
А вот наблюдать свои созвездия (знаков зодиака, под которыми человек рождается) получится в месяце, противоположном дате рождения. Ведь эклиптика это – маршрут движения Солнца, поэтому, если человек появляется на свет в августе под знаком Льва, то созвездие это находится высоко над горизонтом в полдень, то есть тогда, когда солнечный свет не даст его увидеть.
Зато в феврале Лев украсит собой полуночное небо. В безлунную безоблачную ночь он прекрасно «читается» на фоне других звёзд. Не так повезло рождённым под знаком, скажем, Скорпиона. Созвездие лучше всего видно в мае. Но чтобы его рассмотреть, необходимо запастись терпением и удачей. Лучше отправиться загород, в местность без высоких гор, деревьев и зданий. Лишь тогда наблюдатель сможет разглядеть очертания Скорпиона с его рубиновым Антаресом (альфа Скорпиона, яркая звезда кроваво-красного цвета, относящаяся к классу красных гигантов, имеющая диаметр, сопоставимый с размерами орбиты нашего Марса).
Зодиак
Так как научные знания в древности были крайне скудными, то в древние время люди часто пытались объяснить непонятные явления влиянием богов или божественных сил. Одно из подобных суеверий заключалось в попытке спрогнозировать судьбу человека на основе даты его рождения. Так как до 19 века истинные расстояния до звезд оставались загадкой, то в древние времена возник миф, о том, что положения звезд на небе не являются случайными. В связи с этим мифом люди пытались объединять яркие звезды на небе в определенные созвездия, которые наделяли особым мистическим смыслом. Особое значение древние люди придавали созвездиям, которые лежали на эклиптике. Эти созвездия были названы зодиакальными. Эклиптика разделена на 12 созвездий – по числу месяцев в году или по числу оборотов Луны вокруг Земли в течение одного года. Считается, что имена зодиакальным созвездиям дали древние греки.
Долгое время зодиакальные созвездия активно использовались для прогнозирования судеб людей или даже целых государств (за точку отчета бралось положение Солнца в определенном созвездии в момент его рождения или во время других важных событий). Позже, как бы в насмешку над этими суевериями, в 1930 году профессиональные астрономы при финальном разделе неба на созвездия добавили 13-ое зодиакальное созвездие Змееносца (Солнце проходит через него примерно между 30 ноября и 17 декабря).
Кроме точек зимнего и летнего солнцестояния существуют точки весеннего и осеннего равноденствия. Эти точки обозначают время, когда световой день равен световой ночи – примерно 20-21 марта и 22-23 сентября. С другой стороны эти точки представляют собой время пересечения Солнцем небесного экватора. По причине прецессии эти точки испытывают постоянную миграцию по эклиптике (за последние две тысячи лет они сместились на 20 градусов). Так в начале нашей эры точка весеннего равноденствия была расположена в зодиакальном созвездии Овна, к сегодняшнему дню она сместилась в созвездие Рыб. Аналогично точка осеннего равноденствия переместилась из созвездия Весов в созвездие Девы.