Ruchy Ziemi i ich następstwa a) Następstwa ruchu obrotowego

Ruchy Ziemi i ich następstwa
a) Następstwa ruchu obrotowego:
Ziemia obraca się wokół własnej osi. Czas jednego obrotu Ziemi względem Słońca wynosi 24
godz. Głównymi następstwami tego ruchu są:
» zjawisko dnia i nocy,
» pozorny, widoczny ruch Słońca po sklepieniu niebieskim w ciągu dnia,
» pozorny, widoczny ruch gwiazd po sklepieniu niebieskim w ciągu nocy,
» rachuba czasu,
» spłaszczenie biegunowe Ziemi (siła odśrodkowa „rozciąga” Ziemię w płaszczyźnie
równikowej),
» siła Coriolisa, czyli odchylenie ciał od nadanego toru ruchu. Ciała poruszające się na półkuli
północnej odchylają się w prawo, a na półkuli południowej – w lewo.
b) Następstwa ruchu obiegowego:
Ziemia porusza się wokół Słońca po orbicie, która ma kształt elipsy. Średnia odległość naszej
planety od Słońca wynosi ok. 150 mln. km i jest nazywana jednostką astronomiczną. Oś
Ziemi jest nachylona do płaszczyzny orbity pod kątem 66°33’. W konsekwencji, w ciągu
roku oświetlenie Ziemi zmienia się – wyróżniamy pięć stref oświetlenia Ziemi:
międzyzwrotnikową, średnich szerokości geograficznych (N i S) oraz okołobiegunowe (N i
S). Ich granice wyznaczają zwrotniki (Raka i Koziorożca) oraz koła podbiegunowe (N i S).
Głównymi następstwami ruchu obiegowego są:
» występowanie stref oświetlenia Ziemi,
» występowanie astronomicznych pór roku,
» zmieniająca się droga ruchu Słońca po sklepieniu niebieskim w ciągu roku,
» zmieniające się w ciągu roku miejsce wschodu i zachodu Słońca,
» zmiana wysokości górowania Słońca w ciągu roku,
» wędrówka punktu podsłonecznego (miejsce na Ziemi, z którego Słońce widziane jest w
zenicie) w ciągu roku,
» zjawisko dnia i nocy polarnej.
Długość geograficzna (lambda) i pomiar czasu
Zależność między lambda a czasem prezentuje się następująco:
» pełny obrót Ziemi względem Słońca: 360° <-> 24h
» dzieląc pełny obrót przez 24h otrzymujemy: 15° <-> 1h
» z kolei zmiana czasu dla obrotu o 1°: 1° <-> 4min
» dalej, w ciągu 1min Ziemia obróci się o: 15' <-> 1min
» natomiast przy obrocie o 1' mija zaledwie: 1' <-> 4sek
W praktyce na Ziemi korzysta się z kilku sposobów pomiaru czasu:
» Czas słoneczny (miejscowy). Czas właściwy dla wszystkich punktów leżących na tym
samym południku. Wynika bezpośrednio z wędrówki Słońca po sklepieniu niebieskim.
» Czas strefowy. Czas obowiązujący w strefie o rozciągłości równoleżnikowej 15°. We
wszystkich miejscach tej strefy przyjmuje się godzinę słoneczną środkowego południka.
Pierwszą strefą jest strefa południka 0° (między lambda = 7°30'W i lambda = 7°30'E, w sumie
15°, czyli 1h). Czasy kolejnych stref różnią się więc o 1 godzinę.
» Czas urzędowy. Czas, który na danym terenie ustalany jest urzędowo. Przyjmuje się tu
godzinę słoneczną wybranego południka, nie koniecznie leżącego w obrębie danej jednostki
terytorialnej (np. w Polsce czas letni i zimowy). Jest powszechnie używanym czasem, który
wskazują nasze zegarki.
» Czas uniwersalny (GMT). Jest to czas słoneczny południka 0°. Ma on znaczenie głównie
dla zjawisk globalnych, działań militarnych, lotnictwa.
Szerokość geograficzna (phi) i wysokość górującego Słońca (hS)
Z kształtu Ziemi wynika, że zmiana phi powoduje zmianę hS. Dla dni równonocy (21 III i 23
IX), gdy Słońce góruje w zenicie na równiku, zależność ta jest bardzo prosta:
W tych dniach dla phi północnych Słońce góruje po S stronie nieba a dla phipołudniowych –
po stronie N.
W pozostałe dni kardynalne (przesilenie letnie i zimowe) sytuacja jest bardziej
skomplikowana, ponieważ punkt podsłoneczny znajduje się wówczas na Zwrotniku Raka (22
VI) lub Zwrotniku Koziorożca (22 XII), czyli miejscach ophi = 23°27'N i 23°27'S, co musimy
uwzględnić w rozwiązaniu (dodać lub odjąć od wyniku wartość 23°27').