Андрей Безруков - Занимательная география

Лишь во II в. до н. э. один из величайших астрономов древности Клавдий Птолемей создал стройную картину строения мира, просуществовавшую более 1000 лет. Согласно ей, все планеты двигались вокруг Земли, расположенной в центре мира, по окружностям, и, кроме того, каждая из них совершала движение по вторичной окружности меньших размеров (эпициклу), За последней окружностью самой дальней планеты Сатурн располагалось «небо неподвижных звезд» (рис. 4).

В центр мира поставил Солнце только Николай Коперник. С появлением телескопа Галилео Галилей сумел доказать, что и Солнце движется вокруг своей оси. Правда, и Коперник, и Галилей считали, что все планеты вращаются вокруг Солнца по окружностям. О том, что Солнце находится не в центре окружности, а в одном из фокусов эллипса, по которому совершает движение Земля, сумел после долгих вычислений доказать Иоганн Кеплер. Он открыл закон движения планет, первое положение которого сформулировал так: «Все планеты движутся по эллипсам, в одном из фокусов которого (общем для всех планет) находится Солнце». С открытием этого закона перед учеными встал следующий вопрос: в чем же причины этой замечательной закономерности? Успешно решить эту задачу удалось И. Ньютону.

Совершая два главных движения — суточное вокруг воображаемой оси) и годовое (вокруг Солнца), Земля удерживается от него на определенном расстоянии — порядка 150 млн км. Удерживаться на таком расстоянии и через год снова возвращаться в прежнее положение ей помогают постоянное притяжение Земли к Солнцу и центробежная сила, возникающая в результате быстрого движения Земли вокруг Солнца.

Известно, что Земля совершает одиннадцать различных движений, из которых для нее наиболее важными являются три: суточное вращение вокруг своей оси, годовое вращение по эллипсу вокруг Солнца и вращение вместе с Луной вокруг их общего центра тяжести.

Период, за который Земля совершает полный оборот вокруг своей оси, называется сутками. Продолжительность суток может быть определена по Солнцу и по звездам. В зависимости от этого различают солнечные сутки и звездные. Солнечными сутками называется промежуток времени между двумя последовательными прохождениями центра Солнца через меридиан места наблюдения. Поскольку Земля движется вокруг Солнца в том же направлении, в котором она вращается вокруг своей оси, т. е. с запада на восток, солнечные сутки немного длиннее того времени, за которое Земля в действительности совершает этот оборот, а именно за 23 часа 56 минут и 4 секунды. Это действительное время суточного оборота Земли называется звездными сутками. Оно определяется временем между двумя прохождениями звезды через меридиан данного места. Однако счет времени мы ведем не по звездным суткам, как и не по солнечным, а по средним, т. е. таким, продолжительность которых равна средней длине суток в течение года — 24 часа. Совершая полный оборот (360°) вокруг своей оси за сутки, Земля поворачивается за час на 15° (360/24 = 15).

Не менее важным, чем суточное, является годовое движение Земли вокруг Солнца. Это движение она совершает, вращаясь вокруг Солнца со скоростью 30 км/с, т. е. в десять раз быстрее артиллерийского снаряда. Период обращения Земли, равный 365 дням 6 часам 9 минутам и 9 секундам, за который она совершает один оборот вокруг Солнца, называется звездным годом. Орбита, по которой движется Земля, представляет собой эллипс, в одном из фокусов которого расположено Солнце. Поэтому Земля, совершая годовое движение, то приближается, то удаляется от Солнца, и расстояние между ними изменяется от 152,1 млн км (в афелии) до 147,1 млн км (в перигелии). Чтобы хоть как-то представить себе среднюю величину этого расстояния (149,5 млн км), обычно предлагается вообразить себе скорый поезд, который безостановочно движется со скоростью 100 км/ч. Чтобы преодолеть это расстояние, ему понадобилось бы 170 лет. Ось суточного вращения Земли, всегда направленная на Полярную звезду и образующая с плоскостью земной орбиты угол в 66°33′, устойчиво сохраняет при годовом движении свое направление в пространстве и обусловливает смену времен года (рис. 5).

6. Какие удивительные явления на Земле обусловлены ее суточным вращением?

7. Почему высота Солнца над горизонтом в течение года изменяется? Почему в Северном полушарии, где мы живем, зима наступает, когда Земля ближе всего расположена к Солнцу, а лето — наоборот, когда она от него дальше?

8. Одним из следствий суточного вращения Земли является смена дня и ночи, которая наступает в разных ее пунктах в разное время. Принято, что новая календарная дата в каждом пункте начинается в полночь. В разных пунктах нашей планеты полночь наступает в разное время. Это часто приводит к недоразумениям, в особенности при кругосветных путешествиях. Каким?

Ответы [5] Ответы на вопросы 6 . Смена дня и ночи, создающая суточный ритм в жизни и процессах, которые происходят в географической оболочке Земли; отклонение горизонтально движущихся тел в Северном полушарии вправо, в Южном — влево, падающих вниз тел — к востоку, брошенных вверх — к западу; возникновение приливной волны, которая непрерывно обходит земной шар с востока на запад, перемещаясь навстречу вращению Земли; подмывание реками в Северном полушарии своих правых берегов, в Южном — левых; различия в местном времени. 7. Это обусловлено годовым вращением Земли и наклоном оси ее суточного вращения, всегда направленной на Полярную звезду. Когда Земля ближе всего расположена к Солнцу, продолжительность освещения повернутого к Солнцу ее Северного полушария бывает самой короткой, а максимальный угол падения солнечных лучей на земную поверхность — самым маленьким. И наоборот, когда Земля максимально удалена от Солнца, время освещения им Северного полушария бывает самым продолжительным, а максимальный угол падения солнечных лучей на земную поверхность — самым большим, благодаря чему она получает больше солнечного тепла и более продолжительное время освещения (рис. 16). 8. Появление после завершения плавания, как правило кругосветного, одного «лишнего» или, наоборот, одного «пропавшего» дня.

6 сентября 1522 г. в устье испанской реки Гвадалквивир вошел корабль «Виктория». В сентябре 1519 г. он в составе флотилии под командованием Фернана Магеллана отправился в первое кругосветное путешествие. И вот теперь, спустя ровно три года, этот единственный уцелевший после долгих скитаний корабль возвращался к родным берегам. Но как были удивлены члены экипажа «Виктория», когда узнали, что в пути они потеряли… один день.