Земля как часть солнечной системы. Магнитное поле Земли. Основная современная научная теория

Четыре столетия напряженного труда ученых - астрономов, математиков, физиков, выполнивших тончайшие наблюдения, глубокие теоретические исследования, понадобилось, чтобы выяснить особенности планетной системы и в какой-то мере природу ближайших к Земле планетных тел.

Мы видим нашу Землю среди девяти больших планет, обращающихся вокруг Солнца. Они находятся по расстоянию от Солнца в следующем порядке: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон. Первые пять были известны с глубочайшей древности. Уран «случайно» открыл Гершель в 1781 г. Существование Нептуна было обнаружено в 1846 г., (а до этого теоретически предсказано). В 1930 г. был открыт и Плутон вблизи от теоретически рассчитанного места.

Пути планет отклоняются от окружностей - это немного вытянутые эллиптические кривые. Движение планет происходит по законам Кеплера - быстрее вблизи перигелия - самой близкой к Солнцу точки орбиты, медленнее - вблизи афелия . Периоды обращения зависят от средних расстояний - от полуоси орбиты: Р = а 3/2 . Астрономы измеряют расстояния в солнечной системе в астрономических единицах. Астрономической единицей считается среднее расстояние Земли от Солнца. Оно равно 149,6 млн. км.

Измерены размеры планет, определены их массы. Для некоторых планет установлено, как они вращаются вокруг своих осей. В таблице 1 приводятся некоторые важные сведения о планетах и отдельных спутниках.

Земля, таким образом, действительно средняя планета и по положению относительно Солнца и по своим размерам. Венера, например, имеет лишь немного меньшие размеры. Вращение Марса вокруг оси очень похоже на вращение Земли; оно определяет смену сезонов года и положение климатических поясов на земной поверхности. Юпитер - планета-гигант. Он в 11 раз больше Земли по перечнику и в 318 раз больше по массе. Любопытную аномалию представляет далекий Плутон, который со времени открытия не прошел и одной восьмой части своей орбиты вокруг Солнца. Плутон почти такого же размера, как Меркурий, и многие астрономы считают его телом, вырвавшимся после какой-то катастрофы из системы Нептуна.

Интересна проблема спутников планет. До сих пор открыт 31 спутник. Семь из них имеют большие размеры. Такие спутники - Луна или Ганимед (у Юпитера) или Титан (у Сатурна). Они почти достигают размеров Меркурия и лишь немного меньше Плутона или Марса. Остальные спутники малы. Их поперечники измеряются лишь сотнями, десятками или даже несколькими километрами.

Сатурн окружен многими маленькими спутниками и массами газа и льда, вместе образующими кольцо, видимое вокруг планеты даже в небольшие телескопы. По-видимому, подобное же кольцо, только гораздо более слабое, имеется и у Юпитера.

Множество космических глыб и камней составляет семью астероидов и метеорных тел. Астрономам известно уже более 1600 малых планет и бесчисленное количество камней, которые, часто встречаясь с Землей, выпадают на ее поверхность в виде метеоритов. Пролетая с космической скоростью в десятки километров в секунду через земную атмосферу, они образуют явления болидов и метеоров. Изучая эти явления, исследуя метеориты в лабораториях, ученые устанавливают природу и происхождение многочисленных малых тел, «засоряющих» межпланетное пространство. Число их очень велико, а общая масса приближается, по-видимому, к массе Земли. Все малые планеты и многие метеорные тела движутся по эллиптическим орбитам и принадлежат солнечной системе.

Еще больше в солнечной системе комет, движущихся как по коротко периодическим, так и по очень вытянутым орбитам. 30 млн. лет требуется, чтобы комета могла достигнуть пределов солнечной системы (границы сферы действия Солнца), т. е. пройти 150 000 астрономических единиц и вернуться вновь к Солнцу. Туманные головы и хвосты комет состоят из газа и пыли, образующихся в результате испарения «загрязненных» льдов, находящихся в ядрах комет. Кометы - сравнительно недавно образовавшиеся тела, сохраняющие еще большое количество замороженных газов.

Солнце управляет благодаря силе своего притяжения движением планет и комет, космических глыб и бесконечного числа пылинок - метеорных частиц. Оно оказывает и другие воздействия на планеты и малые тела солнечной системы.

Солнце - звезда, подобная «миллиардам звезд, сияющих на ночном небе.

Определив расстояние до Солнца, астрономы убедились, что его размеры действительно колоссальны. Хотя на небе видимый поперечник Солнца равен лунному или даже немного меньше, расстояние до Солнца (149,6 млн. км, или 1 астрономическая единица) в 400 раз превышает расстояние Луны от Земли; следовательно, во столько же раз Солнце должно быть больше Луны. Если лунный диаметр равен 3,5 тыс. км, значит, размеры Солнца - 1400 тыс. км, в 109 раз больше, чем у Земли.

Измеряя количество энергии, идущее от Солнца, и силу его света, ученые нашли температуру его поверхности, достигающую 6000°, и убедились, что Солнце - это гигантский раскаленный газовый шар, по массе (т. е. количеству вещества) в 330 000 раз превосходящий Землю и почти в 7/Ю раз совокупную массу всех больших планет.

Солнце играет решающую роль во всех процессах на Земле, и поэтому его исследование имеет не только теоретическое, но и громадное практическое значение.

Создана непрерывная служба Солнца, которая с помощью оптических солнечных телескопов, а также радиотелескопов проводит наблюдения процессов на солнечной поверхности. Ведутся регистрация и изучение солнечных пятен - гигантских электромагнитных вихрей в солнечной атмосфере. Размеры их превышают иногда десятки и сотни тысяч километров; напряженность магнитных полей в пятнах, которые научились измерять астрономы, нередко превышает тысячи гаусс (Гаусс - единица напряженности магнитного поля). Над яркой поверхностью Солнца - фотосферой - расположены слои более разреженных, раскаленных газов хромосферы . Они часто вздымаются с поверхности в виде протуберанцев на высоту в сотни тысяч километров. В хромосфере и еще в более верхних частях атмосферы Солнца - солнечной короне , четко видимой во время полных солнечных затмений, разыгрываются грандиозные вихри и бури.

Эти процессы управляются могучими электромагнитными силами, возникающими в ионизованном солнечном веществе - в солнечной плазме.

Лучи солнечной короны являются потоками солнечного вещества - корпускулярными потоками, состоящими главным образом из ядер атомов (в основном из ядер атомов водорода - протонов) и электронов.

С особым вниманием изучаются взрывы на Солнце, приводящие к вспышкам, ультрафиолетового и рентгеновского излучения, к выбросу солнечных корпускул и громадного количества жестких космических частиц. Около 30 лет назад ученые обнаружили, что Солнце является источником радиоволн. Теперь на многих обсерваториях мира специальные радиотелескопы непрерывно следят за Солнцем и регистрируют его излучение на метровых, сантиметровых и миллиметровых волнах. Полученные данные в виде записей раскрывают картину могучих процессов, разыгрывающихся на солнечной поверхности. Когда в районах пятен происходят гигантские взрывы, астрономы по всплескам радиоизлучения могут определить скорости солнечного вещества, достигающие десятков и даже сотен тысяч километров в секунду. Со скоростью, близкой к скорости света, мчатся частицы космических лучей. Возникающие при солнечных взрывах быстрые космические частицы пронизывают межпланетное пространство.

Первопричиной солнечного излучения и всех процессов на Солнце, по-видимому, является атомная (термоядерная) энергия, вырабатываемая внутри Солнца. При температуре 13-20 млн. градусов в недрах Солнца водород преобразуется в гелий и при этом освобождается часть внутриатомной энергии. Ее оказывается достаточно, чтобы поддерживать высокую температуру звезд в течение миллионов и миллиардов лет.

Астрономы и физики напряженно работают, чтобы разгадать природу солнечных вспышек. Некоторые исследователи полагают, что при движении заряженного солнечного вещества (ионизованного газа) в магнитном поле может происходить сжатие потоков, приводящее к взрывам. Академик В. А. Амбарцумян допускает, что взрывы происходят в результате выхода на поверхность Солнца вещества центральных областей, находящегося в сверхплотном «дозвездном» состоянии. Переход из сверхплотного состояния в состояние обычного разреженного, нагретого газа должен приводить к взрывам. У некоторых звезд эти взрывы приобретают масштабы грандиозных космических катастроф.

Не выясняя природу солнечных процессов, нельзя понять и особенностей Земли, поскольку Солнце играет решающую роль в жизни Земли и других ближайших к нам планет. Солнце излучает гигантское количество света, тепла, радиоволн, заряженных частиц. За секунду Солнце растрачивает энергию, достигающую сотни миллиардов миллиардов киловатт, т. е. в тысячу с лишним раз большую того, что можно было бы получить, сжигая все запасы каменного угля, какие есть на Земле. Из этой энергии Земля получает лишь одну двухмиллиардную, часть, но и это составляет десятки тысяч миллионов киловатт.

Жизнь растений и животных поддерживается и развивается за счет энергии Солнца. Вместе с тем процессы солнечной активности - ультрафиолетовое излучение Солнца, корпускулярные потоки, вырывающиеся с солнечной поверхности, - определяют многие особенности явлений на Земле. От них зависит состояние радиационных поясов вокруг Земли и колебания земного магнитного поля. Потоки жесткого ультрафиолетового излучения и заряженные частички ионизуют верхние слои нашей атмосферы и определяют условия распространения радиоволн, условия радиосвязи на земной поверхности.

Возбуждение в верхней атмосфере (ионосфере) передается в нижние слои, в тропосферу, где разыгрываются все явления погоды.

Гигантский круговорот воды, вызываемый солнечной энергией - испарение вод океанов и перенос водяного пара и капелек воды ветрами, - зависит в некоторой мере от ритма солнечной деятельности. Вот почему 11-летний цикл солнечной активности сказывается на росте деревьев и растений. Однако выяснены далеко еще не все стороны этой связи между солнечными процессами и явлениями на Земле. И не только астрономы, но и геофизики, специалисты по атмосфере и гидросфере, по льдам, земным токам и другим явлениям, а также биологи, физики, радиофизики и исследователи космического пространства интенсивно изучают все проявления солнечных воздействий.

Наша планета Земля неповторима и уникальна, несмотря на то что планеты открыты и у ряда других звезд. Подобно другим планетам Солнечной системы, Земля образовалась из межзвездной пыли и газов . Геологический возраст ее – 4,5-5 миллиардов лет. С начала геологического этапа поверхность Земли разделялась на материковые выступы и океанические впадины . В земной коре формировался особый гранитно-метаморфический слой. При выделении газов из мантии образовались первичные атмосфера и гидросфера.

Природные условия на Земле оказались настолько благоприятными, что спустя миллиард лет с момента образования планеты на ней появилась жизнь. Возникновение жизни обусловлено не только особенностями Земли как планеты, но и ее оптимальным расстоянием от Солнца (около 150 млн км) . Для более близко расположенных к Солнцу планет поток солнечного тепла и света слишком велик и нагревает их поверхности выше температуры кипения воды. Более удаленные по сравнению с Землей планеты получают слишком мало солнечного тепла и слишком охлаждены. У планет, масса которых значительно меньше земной, сила тяготения настолько мала, что не обеспечивает возможность удерживать достаточно мощную и плотную атмосферу.

За время существования планеты ее природа значительно менялась. Периодически активизировалась тектоническая деятельность, изменялись размеры и очертания суши и океанов, на поверхность планеты падали космические тела, неоднократно появлялись и исчезали ледниковые покровы. Однако эти изменения, хотя и влияли на развитие органической жизни, существенно ее не нарушали.

Уникальность Земли связана с наличием географической оболочки, возникшей в результате взаимодействия литосферы, гидросферы, атмосферы и живых организмов.

В наблюдаемой части космического пространства другого небесного тела, подобного Земле, пока не обнаружено.

Земля, подобно другим планетам Солнечной системы, имеет шарообразную форму. Первыми о шарообразности заговорили древние греки (Пифагор ). Аристотель , наблюдая лунные затмения, отметил, что тень, отбрасываемая Землей на Луну, всегда имеет округлую форму, что и натолкнуло ученого на мысль о шарообразности Земли. Со временем это представление было обосновано не только наблюдениями, но и точными расчетами.

В конце XVII века Ньютон высказал предположение о полярном сжатии Земли ввиду ее осевого вращения. Измерения длин отрезков меридианов вблизи полюсов и экватора, проведенные в середине XVIII века доказали «сплюснутость» планеты у полюсов. Было определено, что экваториальный радиус Земли длиннее ее полярного радиуса на 21 км. Таким образом, из геометрических тел фигура Земли более всего напоминает эллипсоид вращения , а не шар.

В качестве доказательства шарообразности Земли нередко приводят кругосветные плавания, увеличение с высотой дальности видимого горизонта и др. Строго говоря, это лишь доказательства выпуклости Земли, а не ее шарообразности.

Научным доказательством шарообразности являются снимки Земли из космоса, геодезические измерения на Земной поверхности и лунные затмения.

В результате изменений, проведенных различными способами, были определены основные параметры Земли:

средний радиус – 6371 км;

экваториальный радиус – 6378 км;

полярный радиус – 6357 км;

длина окружности экватора – 40 076 км;

площадь поверхности – 510 млн км 2 ;

масса – 5976 ∙ 10 21 кг.

Земля – третья от Солнца (после Меркурия и Венеры) планета и пятая по размерам среди других планет Солнечной системы (Меркурий примерно в 3 раза меньше Земли, а Юпитер – в 11 раз больше). Орбита Земли имеет форму эллипса. Максимальное расстояние между Землей и Солнцем – 152 млн км, минимальное – 147 млн км.

blog.сайт, при полном или частичном копировании материала ссылка на первоисточник обязательна.

Планеты Солнечной системы

Согласно официальной позиции Международного астрономического союза (МАС), организации присваивающей имена астрономическим объектам, планет всего 8.

Плутон был исключен из разряда планет в 2006 году. т.к. в поясе Койпера находятся объекты которые больше/либо равны по размерам с Плутоном. Поэтому, даже если его принимать его за полноценное небесное тело, то тогда необходимо к этой категории присоединить Эриду, у которой с Плутоном почти одинаковый размер.

По определению MAC, есть 8 известных планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.

Все планеты делят на две категории в зависимости от их физических характеристик: земной группы и газовые гиганты.

Схематическое изображение расположения планет

Планеты земного типа

Меркурий

Самая маленькая планета Солнечной системы имеет радиус всего 2440 км. Период обращения вокруг Солнца, для простоты понимания приравненный к земному году, составляет 88 дней, при этом оборот вокруг собственной оси Меркурий успевает совершить всего полтора раза. Таким образом, его сутки длятся приблизительно 59 земных дней. Долгое время считалось, что эта планета все время повёрнута к Солнцу одной и той же стороной, поскольку периоды его видимости с Земли повторялись с периодичностью, примерно равной четырем Меркурианским суткам. Это заблуждение было развеяно с появлением возможности применять радиолокационные исследования и вести постоянные наблюдения с помощью космических станций. Орбита Меркурия – одна из самых нестабильных, меняется не только скорость перемещения и его удалённость от Солнца, но и само положение. Любой интересующийся может наблюдать этот эффект.

Меркурий в цвете, снимок космического аппарата MESSENGER

Близость к Солнцу стала причиной того, что Меркурий подвержен самым большим перепадам температуры среди планет нашей системы. Средняя дневная температура составляет около 350 градусов по Цельсию, а ночная -170 °C. В атмосфере выявлены натрий, кислород, гелий, калий, водород и аргон. Существует теория, что он был ранее спутником Венеры, но пока это остается недоказанным. Собственные спутники у него отсутствуют.

Венера

Вторая от Солнца планета, атмосфера которой почти полностью состоит из углекислого газа. Её часто называют Утренней звездой и Вечерней звездой, потому что она первой из звёзд становится видна после заката, так же как и перед рассветом продолжает быть видимой и тогда, когда все остальные звёзды скрылись из поля зрения. Процент диоксида углерода составляет в атмосфере 96%, азота в ней сравнительно немного – почти 4% и в совсем незначительном количестве присутствует водяной пар и кислород.

Венера в УФ спектре

Подобная атмосфера создает эффект парника, температура на поверхности из-за этого даже выше, чем у Меркурия и достигает 475 °C. Считается самой неторопливой, венерианские сутки длятся 243 земных дня, что почти равно году на Венере – 225 земных дней. Многие называют её сестрой Земли из-за массы и радиуса, значения которых очень близки к земным показателям. Радиус Венеры составляет 6052 км (0,85% земного). Спутников, как и у Меркурия, нет.

Третья планета от Солнца и единственная в нашей системе, где на поверхности есть жидкая вода, без которой не смогла бы развиться жизнь на планете. По крайней мере, жизнь в том виде, в котором мы её знаем. Радиус Земли равен 6371 км и, в отличие от остальных небесных тел нашей системы, более 70% её поверхности покрыто водой. Остальное пространство занимают материки. Ещё одной особенностью Земли являются тектонические плиты, скрытые под мантией планеты. При этом они способны перемещаться, хоть и с очень малой скоростью, что со временем вызывает изменение ландшафта. Скорость перемещения планеты по ней – 29-30 км/сек.

Наша планета из космоса

Один оборот вокруг своей оси занимает почти 24 часа, причем полное прохождение по орбите длится 365 суток, что намного больше в сравнении с ближайшими планетами-соседями. Земные сутки и год также приняты как эталон, но сделано это лишь для удобства восприятия временных отрезков на остальных планетах. У Земли имеется один естественный спутник – Луна.

Марс

Четвёртая планета от Солнца, известная своей разрежённой атмосферой. Начиная с 1960 года, Марс активно исследуется учеными нескольких стран, включая СССР и США. Не все программы исследования были успешными, но найденная на некоторых участках вода позволяет предположить, что примитивная жизнь на Марсе существует, или существовала в прошлом.

Яркость этой планеты позволяет видеть его с Земли без всяких приборов. Причем раз в 15-17 лет, во время Противостояния, он становится самым ярким объектом на небе, затмевая собой даже Юпитер и Венеру.

Радиус почти вдвое меньше земного и составляет 3390 км, зато год значительно дольше – 687 суток. Спутников у него 2 — Фобос и Деймос.

Наглядная модель Солнечной системы

Внимание ! Анимация работает только в браузерах поддерживающих стандарт -webkit (Google Chrome, Opera или Safari).

• Солнце

  Солнце является звездой, которая представляет собой горячий шар из раскаленных газов в центре нашей Солнечной системы. Его влияние простирается далеко за пределы орбит Нептуна и Плутона. Без Солнца и его интенсивной энергии и тепла, не было бы жизни на Земле. Существуют миллиарды звезд, как наше Солнце, разбросанных по галактике Млечный Путь.

• Меркурий

  Выжженный Солнцем Меркурий лишь немного больше, чем спутник Земли Луна. Подобно Луне, Меркурий практически лишен атмосферы и не может сгладить следы воздействия от падения метеоритов, поэтому он как и Луна покрыт кратерами. Дневная сторона Меркурия очень сильно нагревается на Солнце, а на ночной стороне температура падает на сотни градусов ниже нуля. В кратерах Меркурия, которые расположены на полюсах, существует лед. Меркурий совершает один оборот вокруг Солнца за 88 дней.

• Венера

  Венера это мир чудовищной жары (еще больше чем на Меркурии) и вулканической активности. Аналогичная по структуре и размеру Земле, Венера покрыта толстой и токсичной атмосферой, которая создает сильный парниковый эффект. Этот выжженной мир достаточно горячий, чтобы расплавить свинец. Радарные снимки сквозь могучую атмосферу выявили вулканы и деформированные горы. Венера вращается в противоположном направлении, от вращения большинства планет.

• Земля — планета океан. Наш дом, с его обилием воды и жизни делает его уникальным в нашей Солнечной системе. Другие планеты, в том числе несколько лун, также имеют залежи льда, атмосферу, времена года и даже погоду, но только на Земле все эти компоненты собрались вместе таким образом, что стало возможным существование жизнь.

• Марс

  Хотя детали поверхности Марса трудно увидеть с Земли, наблюдения в телескоп показывают, что на Марсе существуют сезоны и белые пятна на полюсах. В течение многих десятилетий, люди полагали, что яркие и темные области на Марсе это пятна растительности и что Марс может быть подходящим местом для жизни, и что вода существует в полярных шапках. Когда космический аппарат Маринер-4, прилетел у Марсу в 1965 году, многие из ученых были потрясены, увидев фотографии мрачной планеты покрытой кратерами. Марс оказался мертвой планетой. Более поздние миссии, однако, показали, что Марс хранит множество тайн, которые еще предстоит решить.

• Юпитер

  Юпитер — самая массивная планета в нашей Солнечной системе, имеет четыре больших спутника и множество небольших лун. Юпитер образует своего рода миниатюрную Солнечную систему. Чтобы превратится в полноценную звезду, Юпитеру нужно было стать в 80 раз массивнее.

• Сатурн

  Сатурн — самая дальняя из пяти планет, которые были известны до изобретения телескопа. Подобно Юпитеру, Сатурн состоит в основном из водорода и гелия. Его объем в 755 раз больше, чем у Земли. Ветры в его атмосфере достигают скорости 500 метров в секунду. Эти быстрые ветра в сочетании с теплом, поднимающимся из недр планеты, вызывают появление желтых и золотистых полос, которые мы видим в атмосфере.

• Уран

  Первая планета найденная с помощью телескопа, Уран был открыт в 1781 году астрономом Уильямом Гершелем. Седьмая планета от Солнца настолько далека, что один оборот вокруг Солнца занимает 84 года.

• Нептун

  Почти в 4,5 млрд. километрах от Солнца вращается далекий Нептун. На один оборот вокруг Солнца у него уходит 165 лет. Он невидим невооруженным глазом из-за его огромного расстояния от Земли. Интересно, что его необычная эллиптическая орбита, пересекается с орбитой карликовой планеты Плутона из-за чего Плутон находится внутри орбиты Нептуна порядка 20 лет из 248 за которые совершает один оборот вокруг Солнца.

• Плутон

  Крошечный, холодный и невероятно далекий Плутон был открыт в 1930 году и долго считался девятой планетой. Но после открытий подобных Плутону миров, которые находились еще дальше, Плутон был переведен в категорию карликовых планет в 2006 году.

Планеты — гиганты

Существуют четыре газовых гиганта, располагающихся за орбитой Марса: Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун. Они находятся во внешней Солнечной системе. Отличаются своей массивностью и газовым составом.

Планеты солнечной системы, масштаб не соблюден

Юпитер

Пятая по счёту от Солнца и крупнейшая планета нашей системы. Радиус её – 69912 км, она в 19 раз больше Земли и всего в 10 раз меньше Солнца. Год на Юпитере не самый долгий в солнечной системе, длится 4333 земных суток (неполных 12 лет). Его же собственные сутки имеют продолжительность около 10 земных часов. Точный состав поверхности планеты пока определить не удалось, однако известно, что криптон, аргон и ксенон имеются на Юпитере в гораздо больших количествах, чем на Солнце.

Существует мнение, что один из четырёх газовых гигантов на самом деле – несостоявшаяся звезда. В пользу этой теории говорит и самое большое количество спутников, которых у Юпитера много – целых 67. Чтобы представить себе их поведение на орбите планеты, нужна достаточно точная и чёткая модель солнечной системы. Самые крупные из них – Каллисто, Ганимед, Ио и Европа. При этом Ганимед является крупнейшим спутником планет во всей солнечной системе, радиус его составляет 2634 км, что на 8% превышает размер Меркурия, самой маленькой планеты нашей системы. Ио отличается тем, что является одним из трёх имеющих атмосферу спутников.

Сатурн

Вторая по размерам планета и шестая по счёту в Солнечной системе. В сравнении с остальными планетами, наиболее схожа с Солнцем составом химических элементов. Радиус поверхности равен 57350 км, год составляет 10 759 суток (почти 30 земных лет). Сутки здесь длятся немногим дольше, чем на Юпитере – 10,5 земных часов. Количеством спутников он ненамного отстал от своего соседа – 62 против 67. Самым крупным спутником Сатурна является Титан, так же, как и Ио, отличающийся наличием атмосферы. Немного меньше него по размеру, но от этого не менее известные – Энцелад, Рея, Диона, Тефия, Япет и Мимас. Именно эти спутники являются объектами для наиболее частого наблюдения, и потому можно сказать, что они наиболее изучены в сравнении с остальными.

Долгое время кольца на Сатурне считались уникальным явлением, присущим только ему. Лишь недавно было установлено, что кольца имеются у всех газовых гигантов, но у остальных они не настолько явно видны. Их происхождение до сих пор не установлено, хотя существует несколько гипотез о том, как они появились. Кроме того, совсем недавно было обнаружено, что неким подобием колец обладает и Рея, один из спутников шестой планеты.

Вокруг Солнца обращаются восемь больших планет со спутниками. Земля находится на расстоянии в среднем 150 млн.км. от Солнца. Солнце - ближайшая к нам звезда.

Самая близкая к Солнцу планета - - в 2,5 раз ближе к нему, чем Земля, а самая удаленная - - в 40 раз дальше от него.

Вместе с Меркурием, Венерой и Земля входит во внутреннюю (земную) группу планет. Внешняя группа - планеты-гиганты: Юпитер, . Эти планеты представляют собой огромные шарообразные тела, состоящие почти полностью из водорода и гелия. Плутон (открыт в 1930 г.) не может быть отнесен ни к одной из групп.

Занимает 5 место среди всех спутников по величине и первое по соотношению её массы к массе планеты. Масса Луны только в 81,3 раза меньше массы Земли.

Земля имеет шарообразную форму. В результате вращения вокруг оси она слабо приплюснута («геоид»). Если Землю принять за шар, то её радиус равен 6371 км. В действительность полярная полуось равна 6356 м., а экваториальная - 6379 км. Длина экватора 40 000 км.

Земля обращается вокруг Солнца по круговой орбите, проходя её за 365 суток - год. В январе она оказывается ближе к Солнцу, чем в июле. Скорость обращения Земли: чем дальше от Солнца, тем меньше скорость. Поэтому в северном полушарии зима короче лета, а в южном наоборот, короче лето.

Вокруг воображаемой оси (осевое движение) с запада на восток, (в том же направлении, в каком перемещается по орбите), совершая полный оборот за 24 часа - сутки. Ось вращения наклонена к плоскости орбиты на 66,5 градуса. Главные следствия орбитального и осевого движения Земли - смена дня и ночи и смена времен года.

К северу от Северного полярного круга (66,5 градусов с. ш.) - полярный день, продолжающийся от 24 на полярном круге, до полугода - на Северном полюсе. В южном полушарии 22 июня на всех широтах день короче ночи, а южнее Южного полярного круга (66,5 градусов ю. ш.) - полярная ночь. Соответственно в северном полушарии - лето, в южном - зима.

После летнего (22 июня) солнцестояния, вследствие перемещения Земли по орбите, в северном полушарии высота Солнца постепенно уменьшается, дни становятся короче, а ночи длиннее. В южном полушарии, наоборот, Солнце поднимается выше, дни удлиняются, ночи становятся короче. 22 сентября - день осеннего равноденствия, после которого южное полушарие получает всё больше солнечного тепла, а северное всё меньше. 22 декабря - день зимнего солнцестояния. В южном полушарии в это время лето, в северном - зима.

На экваторе день всегда равен ночи. Угол падения солнечных лучей на поверхность (высота Солнца) изменяется в течение года очень мало - смена времен года не выражена.

Смена дня и ночи, смена времен года обуславливают суточные и годовые ритмы в природе.

Основные представления о Солнечной системе и планетах. Солнечно-земные связи. Планета Земля, ее основные параметры и их значение для ГО. Суточное движение Земли вокруг оси и его следствия. Движение Земли по орбите вокруг Солнца и его географические следствия.

ГО, сформировавшаяся на планете, испытывает со стороны космоса и недр Земли постоянное воздействие. Факторы формирования можно разделить на космические и планетарные. К космическим факторам относятся: движение галактик, излучение звезд и Солнца, взаимодействие планет и спутников, воздействие небольших небесных тел – астероидов, комет, метеорных потоков. К планетарным – орбитальное движение и осевое вращение Земли, форма и размеры планеты, внутреннее строение Земли, геофизические поля.

КОСМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

Космос (Вселенная) – весь существующий материальный мир. Он вечен во времени и бесконечен в пространстве, существует объективно, не зависимо от нашего сознания. Материя во Вселенной сосредоточена в звездах, планетах, астероидах, спутниках, кометах и других небесных телах; 98% всей видимой массы сосредоточено в звездах.

Во вселенной небесные тела образуют системы различной сложности. Например, планета Земля со спутником Луной образует систему. Она входит в более крупную систему – Солнечную, образованную Солнцем и движущимися вокруг него небесными телами – планетами, астероидами, спутниками, кометами. Солнечная система, в свою очередь, является частью Галактики. Галактики образуют еще более сложные системы – скопления галактик. Самая грандиозная звездная система, состоящая из множества галактик – Метагалактика – доступная для человека часть Вселенной (видимая с помощью приборов). По современным представлениям, она имеет диаметр около 100 млн. световых лет, возраст Вселенной 15 млрд. лет, в нее входит 10 22 звезд.

Расстояния во Вселенной определяются, следующими величинами: астрономическая единица, световой год, парсек.

Астрономическая единица – среднее расстояние от Земли до Солнца:

1 а.е. = 149 600 000 км.

Световой год – расстояние, которое свет проходит за год:

1 св. год = 9,46 х 10 12 км.

Парсек – расстояние, с которого средний радиус земной орбиты виден под углом в 1 ’’ (годичный параллакс):

1 пк = 3,26 св. год = 206 265 а.е. – 3,08 х 10 13 км.

Звезды в Метагалактике образуют галактики (от греч. галактикос – млечный) – это большие звездные системы, в которых звезды связаны силами гравитации. Предположение о том, что звезды образуют галактики, высказал И. Кант в 1755 г.

Наша Галактика называется Млечный путь – грандиозное звездное скопление, видимое на ночном небе как туманная, молочная полоса. Размеры галактики постоянно уточняются, в начале 20 века для нее приняли следующие величины: диаметр галактического диска равен 100 тыс. св. лет, толщина – около – 1000 св. лет. В Галактике 150 млрд. звезд, более 100 туманностей. Основным химическим элементом в нашей Галактике является водород, ј приходится на гелий. Остальные химические элементы присутствуют в очень маленьких количествах. Кроме газа в пространстве имеется пыль. Она образует темные туманности. Межзвездная пыль состоит преимущественно из двух видов частиц: углеродных и силикатных. Размер пылинок колеблется от одной миллионной до одной десятитысячной доли см. Межзвездная пыль и газ служат материалом, из которого формируются новые звезды. В газовых облаках под действием сил тяготения образуются сгустки – зародыши будущих звезд. Сгусток продолжает сжиматься до тех пор, пока в его центре температура и плотность не повысятся до такой степени, что начинаются термоядерные реакции. С этого времени сгусток газа превращается в звезду. Межзвездная пыль принимает активное участие в этом процессе – способствует более быстрому остыванию газа, она поглощает энергию, выделяющуюся при сжатии, и переизлучает ее в другом спектре. От свойств и количества пыли зависит масса образующихся звезд.

Расстояние от Солнечной системы до центра Галактики составляет 23-28 тыс. св. лет. Солнце находится на периферии Галактики. Для Земли это обстоятельство очень благоприятно: она расположена в относительно спокойной части Галактики и в течении миллиардов лет не испытывает влияния космических катаклизмов.

Солнечная система вращается вокруг центра Галактики со скоростью 200-220 км/с, совершая один оборот за 180-200 млн. лет. За все время существования Земля облетела вокруг центра Галактики не больше 20 раз. На Земле 200 млн. лет – продолжительность тектонического цикла. Это очень важный этап в жизни Земли, характеризующийся определенной последовательностью тектонических событий. Цикл начинается погружением земной коры. Накоплением мощных толщ осадков, подводным вулканизмом. Далее усиливается тектоническая деятельность, возникают горы, меняются очертания материков, что, в свою очередь, вызывает изменение климата.

Солнечная система состоит из центральной звезды – Солнца, девяти планет, более 60 спутников, более 40 000 астероидов и около 1000 000 комет. Радиус солнечной системы до орбиты Плутона составляет 5,9 млрд. км.

Солнце – центральная звезда Солнечной системы. Это ближайшая к Земле звезда. Диаметр Солнца составляет 1,39 млн. км, масса – 1,989 х 10 30 кг. Солнце является желтым карликом (класс G), возраст Солнца оценивается в 5-4,6 млрд. лет. Солнце вращается вокруг своей оси против часовой стрелки, в том же направлении движутся планеты вокруг Солнца. Основное вещество, образующее солнце – водород (71% массы светила), гелий – 27%, углерод, азот, кислород, металлы – 2%.

Солнце излучает два основных потока энергии – электромагнитное (солнечная радиация) и корпускулярное (солнечный ветер) излучение. Тепловое поле поверхности планет Солнечной системы создается солнечной радиацией. Электромагнитное излучение распространяется со скоростью света и за 8,4 мин достигает поверхности Земли. В спектре излучения выделяют невидимую ультрафиолетовую радиацию (около 7%), видимую световую радиацию (47%), невидимую инфракрасную радиацию (46%). Доля самых коротких волн и радиоволн составляет менее 1% излучения.

На верхнюю границу атмосферы подходит определенное количество солнечной радиации, эта величина называется солнечной постоянной.

Корпускулярное излучение – поток заряженных частиц (электронов и протонов), идущий от Солнца. Скорость его 1500-3000 км/с, он достигает магнитосферы за несколько суток. Магнитное поле Земли задерживает корпускулярное излучение и заряженные частицы начинают двигаться по магнитным силовым линиям.

В пик солнечной активности возрастает поток заряженных частиц. Подходя к магнитосфере поток увеличивает ее напряженность, на Земле начинаются магнитные бури. В это время активизируются тектонические движения, начинаются извержения вулканов. В атмосфере возрастает количество атмосферных вихрей – циклонов, усиливаются грозы. Наиболее ярким и впечатляющим появлением бомбардировки атмосферы солнечными частицами являются полярные сияния – это свечение верхних слоев атмосферы, вызванное ионизацией газов.

Планеты расположены от Солнца в такой последовательности: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон. Все планеты имеют общие свойства и особенности. К общим свойствам можно отнести следующие:

Все планеты имеют шарообразную форму;

Все планеты обращаются вокруг Солнца в одном направлении против часовой стрелки для наблюдателя, смотрящего со стороны Северного полюса Мира. Это направление называется прямым. В таком же направлении движутся почти все спутники и астероиды;

Осевое вращение большинства планет происходит в том же направлении – против часовой стрелки. Исключение составляют Венера и Уран, они вращаются по часовой стрелке;

Орбиты большинства планет близки по форме к окружности, эксцентриситет (отношение расстояния между центром и фокусом эллипса к длине большой полуоси) их мал, поэтому планеты не подходят близко друг к другу, их гравитационное воздействие мало (только у Меркурия и Плутона орбиты сильно вытянуты);

Орбиты всех планет находятся примерно в одной плоскости эклиптики. Причем каждая следующая планета – примерно в два раза дальше от Солнца, чем предыдущая.

Эту закономерность установили два ученых: И. Тициус (1729-1796) и И. Боде (1747-1826). По правилу Тициуса-Боде, расстояние от Солнца до планеты можно определить по формуле:

r = 0,4 + 0,3 · 2 n ,

где n = 0 для Венеры; n=1 для Земли; n=2 для Марса; n=4 для Юпитера.

В указанную последовательность не вписываются Меркурий, Нептун и Плутон; n=3 соответствует поясу астероидов, планеты на этом расстоянии от Солнца нет. По одной из гипотез предполагается, что на данном месте когда-то существовала планета Фаэтон, но гравитационное воздействие Юпитера привело к ее распаду.

Планеты условно делятся на две большие группы: планеты земной группы и планеты-гиганты. К первой группе относятся Меркурий, Венера, Земля, Марс. Вторую группу образуют Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун. Плутон по размерам и свойствам ближе к ледяным спутникам планет-гигантов.

Планеты земной группы отличает близкое расположение к Солнцу, небольшие размеры, высокая плотность вещества (плотность Земли – 5,5 г/см 3); основными их составляющими являются силикаты (соединения кремния) и железо, следовательно, планеты земной группы твердые тела. Планеты медленно вращаются вокруг своей оси (у Меркурия период вращения равен 58,7 земных суток у Венеры – 243. у Марса – немного больше суток). Из-за медленного вращения полярное сжатие у планет небольшое, т.е. они имеют близкую к шару форму. Планеты земной группы обладают значительной скоростью орбитального движения (Меркурий – 48 км/с, Венера – 35 км/с, Марс – 24 км/с). Планеты имеют всего три спутника: у Земли – Луна, у Марса – Фобос и Деймос.

Планеты-гиганты расположены на большом расстоянии от Солнца, имеют большие размеры (размер Юпитера равен 142 800 км), однако плотность планет небольшая (Юпитер – 1,3 г/см 3). Наиболее распространенными на них химическими элементами являются водород и гелий, следовательно, планеты-гиганты представляют собой газовые шары. Все планеты-гиганты с большой скоростью вращаются вокруг своей оси, период осевого вращения планет колеблется от 10 ч – у Юпитера, до 17 ч – у Урана. Благодаря быстрому вращению планеты имеют большое полярное сжатие (у Сатурна – 1/10). Скорость орбитального вращения у планет небольшая (полный оборот вокруг солнца Юпитер совершает за 11,86 года, а Нептун за 165 лет). Все планеты имеют кольца и большое количество спутников.

В Солнечной системе 99,9% массы заключено в Солнце, поэтому основная сила, управляющая движением тел в Солнечной системе – это притяжение Солнца. Так как планеты двигаются вокруг Солнца в одной плоскости практически по круговым орбитам, их взаимное притяжение невелико, но и оно вызывает отклонения в движении планет. Вероятно, большее взаимодействие планет происходит тогда, когда они подходят близко друг к другу. Известно явление, называемое «парадом планет», когда на одной линии выстраивается большинство планет (2002 год – на одну линию «встали» пять планет: Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн).

Астероиды (от греческого astereideis – звездоподобные) – малые планеты Солнечной системы Они образуют тонкое кольцо между орбитами Марса и Юпитера (предположительно образовались после разрушения планеты Фаэтон или за счет сгустков первичного газопылевого облака). Их среднее расстояние от Солнца 2,8 – 3,6 а.е. Первый астероид был назван Церера (1801 год), к 1880 году астероидов было известно уже около 200, сейчас орбиты вычислены для более 40 000 астероидов. Самый большой астероид Церера имеет диаметр 1000 км, диаметр Паллады – 608, Весты – 540, Гигии – 450 км. Практически все астероиды имеют неправильную форму, только самые крупные приближаются к шару.

Кометы (от греч. kometes – хвостатые) небольшие несветящиеся тела Солнечной системы, которые становятся видимыми только при подходе к Солнцу. Движутся по сильно вытянутым эллипсам. Число комет измеряется миллионами. С приближением к Солнцу у них резко обособляется «голова» и «хвост». Головная часть состоит из льда и частиц пыли. В разреженной газо-пылевой среде хвоста обнаружены ионы натрия и углерода. Одна из самых известных комет – комета Галлея, каждые 76 лет она появляется в зоне видимости Земли.

Метеоры – мельчайшие твердые тела массой несколько граммов, вторгшиеся в атмосферу планеты. Мелкие частицы вещества, двигаясь со скоростью 11-12 км/с, из-за трения в атмосфере разогреваются до 1000 0 С,что вызывает их свечение на протяжении нескольких секунд. Они сгорают в атмосфере не долетая до поверхности. Метеоры делятся на единичные и метеорные потоки. Наиболее известны метеорные потоки: Персеиды (падают в августе), Дракониды (октябрь), Леониды (ноябрь). Если Земля пересекает орбиту метеорного потока, частицы «налетают на планету», начинается «звездный дождь». Упавшие на поверхность планеты небесные тела называются метеоритами. Наибольший метеорный кратер на Земле имеет диаметр 1265 м и расположен в Аризоне около каньона Диабло. Наиболее распространенными элементами метеоритов являются кислород, железо, кремний, магний, никель и др.

Солнечно-земные связи (ответные реакции ГО на изменения солнечной активности). К солнечно-земным связям необходимо отнести:

Динамический фактор, т.е. совокупность явлений, обусловленных движением Земли вокруг Солнца по орбите и вековыми изменениями параметров движения (прежде всего положения земной оси в пространстве);

Энергетический фактор, связанный с поступлением солнечной радиации. На уровне земной поверхности изменчивость энергетического фактора определяется известными обстоятельствами – суточным ритмом, сменой времени года и состоянием атмосферы и земной поверхности;

Вещественный поток б- и в-частиц, т.е. протонов и электронов «солнечного ветра», который участвует в материальном балансе верхней части атмосферы (экзосферы и ионосферы).

В настоящее время солнечную активность связывают с регулярным образованием в атмосфере Солнца пятен, факелов, вспышек, протуберанцев. В середине 19 в. швейцарский астроном Р. Вольф вычислил количественный показатель солнечной активности, известный во всем мире как число Вольфа. Уровень солнечной активности изменяется с периодичностью около 11 лет. Главным аспектом влияния Солнца на Землю, энергетической базой солнечно-земных связей, является поток солнечной радиации, энергия электромагнитного и корпускулярного излучения. На пути к поверхности Земли солнечное излучение преодолевает несколько преград: межпланетную среду, нейтральную атмосферу, ионосферу и геомагнитное поле. Одновременно с 11-летним циклом протекает вековой, точнее 80-90 летний, цикл солнечной активности. Несогласованно накладываясь друг на друга они вносят заметные изменения в процессы совершающиеся в ГО. Установлена, в частности, корреляция между 11-летним циклом солнечной активности и землетрясениями, колебаниями уровня озер, рек, грунтовых вод; частотой полярных сияний, интенсивностью грозовой деятельности, температурой воздуха, атмосферным давлением; урожайностью с/х культур, повторяемостью эпидемических заболеваний, смертностью населения и др. Велико воздействие солнечной активности на общую циркуляцию в тропосфере. Установлено, что интенсивность ее изменяется в максимумы 11-летних циклов, а вместе с ней и тип атмосферной циркуляции.

ПЛАНЕТАРНЫЕ ФАКТОРЫ

Планета Земля. Земля – третья от Солнца планета Солнечной системы и самая крупная планета земной группы. Вместе с Луной земля образует двойную планету.

Вокруг Солнца Земля вращается по орбите, эллиптичность которой выражена довольно слабо. Средний радиус орбиты 149,6 млн. км, в перигелии он уменьшается до 147, 117, а в афелии увеличивается до 152, 083 млн. км. Скорость орбитального движения составляет 29,765 км/с, период обращения – 365,24 средних солнечных суток. Планета вращается вокруг оси, наклоненной к плоскости орбиты под углом 66 0 33 / 22 // , делая оборот за 23 ч. 56 мин. 4,1 сек.

Луна находится от Земли на среднем расстоянии 384 400 тыс. км. Земля и Луна совершают совместное движение вокруг общего центра системы по орбитам, радиусы которых обратно пропорциональны массам этих тел.

Положение Земли в пространстве, физические поля, строение поверхности, форма и размеры небесного тела оказывают существенное влияние на ее взаимодействие с Космосом, в котором одной из составляющих является воздействие Космоса на Землю.

Расстояние от Земли до Солнца и площадь сечения нашей планеты определяют важнейший энергетический параметр – количество солнечной радиации, поступающей на верхнюю границу атмосферы. Земля перехватывает 0,5 х 10 -9 часть солнечной радиации, это количество энергии обеспечивает и поддерживает характерную для земной поверхности термодинамическую обстановку.

От положения Земли в ряду планет зависит плотность вещества Земли, а с учетом ее размеров - и масса.

Средняя плотность вещества Земли = 5,5 г/см 3 ;

Объем Земли = 1,08 х 10 12 км 3 ;

Масса Земли = 5,98 х 10 24 кг; (такой массы достаточно, чтобы удерживать атмосферу);

Площадь Земли = 510 млн. км 2 ;

Средний радиус Земли = 6371,032 км.

Земля имеет гравитационное, магнитное и тепловое поле. Потенциальное гравитационное поле обусловлено массой Земли. Максимальная величина гравитационного потенциала в вертикальном направлении наблюдается на глубине около 100 км от поверхности Земли.

Магнитное поле включает несколько составляющих, из которых наиболее выражена дипольная составляющая. Ось магнитного диполя отклоняется от оси вращения на угол около 11 0 , а само поле мигрирует в западном направлении.

Тепловое поле обусловлено внутренними источниками тепла. Наблюдается повышение температуры с глубиной (геотермический градиент в верхней части земной коры равен в среднем 3 0 С/100 м), следовательно, поток теплоты направлен из недр к поверхности.

Большое значение для обеспечения постоянства термодинамической обстановки на земной поверхности имеют атмосфера как фильтр электромагнитного излучения и океан – конденсатор влаги. Существенным астрономическим фактором этого постоянства является круговая форма орбиты нашей планеты. Сжатие орбиты (ее эксцентриситет составляет всего 0,0167) близко к нулю, поэтому количество электромагнитной энергии, поступающей от Солнца, меняется в течение года незначительно, и не влияет на температуру земной поверхности и ее изменения в течение года.

Фигура Земли – понятие модельное, некоторая идеализация с помощью которой стремятся описать форму планеты. В зависимости от цели описания пользуются различными моделями формы планеты – различными фигурами. Расположим известные модели в ряд от наиболее общей ко все более детализированным, считая их последовательными приближениями к истинной форме Земли.

1.Первое приближение – сфера . Это наиболее грубая и наиболее общая модель формы нашей планеты. Сфера не имеет выраженной единственной оси симметрии – все ее оси равноправны, их бесчисленное множество, как и экваторов. Однако Земля, как уже отмечалось, имеет одну ось вращения и экваториальную плоскость – плоскость симметрии (а также плоскости симметрии меридианов). Это несоответствие сферической модели Земли ее реальной форме ощутимо проявляется при изучении горизонтальной структуры ГО, характеризующейся выраженной поясностью и известной симметрией относительно экватора (с элементами диссимметрии).

2.Второе приближение – эллипсоид вращения . Тип симметрии эллипсоида вращения отвечает указанным выше особенностям формы Земли (выраженная ось, экваториальная плоскость симметрии, меридиональные плоскости). Эта модель используется в высшей геодезии для расчета координат, построения картографических сеток и др. вычислений.

Большая полуось = 6378,160 км;

Малая полуось = 6356,777 км;

Разность полуосей эллипсоида вращения = 21 км.

3.Третье приближение – трехосный кардиоидальный эллипсоид вращения. Северный полярный радиус больше южного на 30-100 м.

4.Четвертое приближение – геоид. Геоид – уровенная поверхность, совпадающая со средним уровнем МО и являющаяся геометрическим местом точек пространства, имеющих одинаковый потенциал тяжести. Теоретически поверхность геоида в каждой точке перпендикулярна к направлению силы тяжести (т.е. линии отвеса) и отождествляется со средним положением спокойной водной поверхности в океанах и открытых морях. Мысленно продолженной также и под материками. Поверхность геоида всюду выпуклая (что отвечает выпуклости океанической поверхности). Несмотря на всю сложность своей поверхности, геоид мало отличается от сфероида. Отклонения, за отдельными исключениями, составляют не более +- 100 м, т.е. поверхность геоида редко выступает над поверхностью сфероида более чем на 100 м и редко погружается под поверхность сфероида более чем на такую же величину. Средняя же величина отступления геоида от наиболее удачно подобранного земного эллипсоида не превышает +- 50 м.

Земля совершает множество движений одновременно. В географии принято учитывать и анализировать три из них: орбитальное движение, суточное вращение и движение системы Земля-Луна.

Орбитальное движение Земли. Вокруг Солнца Земля движется по эллиптической орбите (длина 934 млн. км) со скоростью 30 км/с. В афелии (самой удаленной от светила точке) расстояние до Солнца составляет 152 х 10 6 км и приходится на 5 июля, а спустя полгода, в перигелии (январь) оно уменьшается и составляет 147 х 10 6 км. Полный оборот вокруг Солнца Земля совершает в течение года = 365 сут. 6 ч. 9 мин. 9 сек.

Географические следствия годового движения земли:

1.Земная ось наклонена по отношению к плоскости орбиты и образует с нею угол, равный 66 0 33 / . В процессе движения ось перемещается поступательно, поэтому на орбите возникают 4 характерные точки:

21 марта и 23 сентября – дни равноденствий – наклон земной оси оказывается нейтральным по отношению к Солнцу, а обращенные к нему участки планеты равномерно освещены от полюса до полюса. На всех широтах в эти сроки продолжительность дня и ночи равна 12 часам.

21 июня и 22 декабря – дни летнего и зимнего солнцестояний – плоскость экватора наклонена по отношению к солнечному лучу под углом 23 0 27 / , Солнце в этот момент находится в зените над одним из тропиков.

2.С наклоном земной оси к плоскости орбиты связано наличие таких характерных параллелей, как тропики и полярные круги. Полярный круг – параллель, широта которой равна углу наклона земной оси к плоскости орбиты (66 0 33 /) . Тропик – параллель, широта которой дополняет угол наклона земной оси до прямого (23 0 27 /). Полярные круги являются границами распространения полярного дня и полярной ночи. Тропики являются границами зенитального положения солнца в полдень. На тропиках солнце бывает в зените один раз, в пространстве между ними – два раза в году.

2.Смена времен года. Зима, весна, лето, осень – СП; лето, осень, зима и весна – ЮП. Характерно неравномерное распределение года между сезонами (весна содержит 92,8 суток, лето – 93,6, осень – 89,8, зима – 89,0), что объясняется делением эллиптической орбиты Земли линиями солнцестояний и равноденствий на неравные части, для прохождения которых требуется разное время.

3.Образование поясов освещения, которые выделяются по высоте Солнца над горизонтом и продолжительности освещения. В жарком поясе , расположенном между тропиками, Солнце дважды в год в полдень бывает в зените. На линиях тропиков Солнце стоит в зените только один раз в году: на Северном тропике (тропик Рака) Солнце стоит в зените в полдень – 22 июня, на Южном тропике (тропик Козерога) – 22 декабря.

Между тропиками и полярными кругами выделяются два умеренных пояса. В них Солнце никогда не стоит в зените, продолжительность дня и высота Солнца над горизонтом сильно меняются в течение года.

Между полярными кругами и полюсами расположены два холодных пояса, здесь бывают полярные дни и ночи. Следовательно, в году бывают дни, когда Солнце вообще не показывается из-за горизонта или не опускается за горизонт.

4.Смена времен года обусловливает годовой ритм в ГО. В жарком поясе годовой ритм зависит, главным образом, от изменения увлажнения, в умеренном – от температуры, в холодном – от условий освещения.

Суточное вращение Земли вокруг оси и его следствия. Земля вращается с запада на восток против часовой стрелки, совершая полный оборот за сутки. Ось вращения отклонена на 23 0 27 / от перпендикуляра к плоскости эклиптики. Средняя угловая скорость вращения, т.е. угол, на который смещается точка на земной поверхности, для всех широт одинакова и составляет 15 0 за 1 час. Линейная скорость, т.е. путь, проходимый точкой в единицу времени, зависит от широты места. Географические полюсы не вращаются, там скорость равна нулю. На экваторе каждая точка проходит наибольший путь и имеет наибольшую скорость – 455 м/с. Скорость на одном меридиане разная, на одной параллели одинаковая.

Географическими следствиями суточного вращения Земли являются:

1.Смена дня и ночи, т.е. изменение в течение суток положения Солнца относительно плоскости горизонта данной точки. С этим изменением связаны суточный ритм солнечной радиации, интенсивность которой зависит от угла наклона земной оси, ритмы нагревания и охлаждения местной циркуляции воздуха, жизнедеятельности живых организмов.

2.Различное в один и тот же момент местное время на разных меридианах (разница 4 мин. на каждый градус долготы).

3.Существование силы Кориолиса (отклоняющее действие вращения Земли). Сила Кориолиса всегда перпендикулярна движению, направлена вправо в северном полушарии и влево - в Южном. Величина ее зависит от скорости движения и массы движущегося тела, а также от широты места:

где m – масса тела; х – линейная скорость тела; w – угловая скорость вращения Земли (важна только в вековом аспекте, для небольших отрезков времени угловая скорость принимается постоянной); ц – широта места.

На экваторе сила Кориолиса равна нулю, величина ее возрастает к полюсам. Сила Кориолиса способствует образованию атмосферных вихрей, оказывает влияние на отклонение морских течений. Благодаря ей подмываются правые берега рек в СП и левые берега – в ЮП.

4.Сжатие земного сфероида, которое объясняется одновременным воздействием на любую точку планеты двух сил: силы тяготения (направлена к центру) и центробежной (перпендикулярной оси вращения), дающих силу тяжести. Сила тяжести – это векторная разность между силой тяготения и центробежной. Центробежная сила растет от нуля на полюсах до максимального значения на экваторе. В соответствии с уменьшением центробежной силы от экватора к полюсу, сила тяжести увеличивается в том же направлении и достигает максимума на полюсе (равна силе тяготения).