2. Astronomiczne podstawy cykliczności zjawisk przyrodniczych na Ziemi.

Ruch obrotowy Ziemi

Ziemia, tak jak i pozostałe planety Układu Słonecznego, znajduje się w ciągłym ruchu. Obiegając Słońce, wiruje jednocześnie wokół własnej osi. Efektem tych ruchów są cykliczne zmiany w świecie przyrody. Regulują one funkcjonowanie organizmów żywych - zarówno roślin, jak i zwierząt.

Dobowy rytm życia jest efektem ruchu obrotowego Ziemi. Wynika to z faktu, że czas pełnego obrotu naszej planety wokół własnej osi trwa 23 godziny 56 minut i 4 sekundy.

Podczas tego ruchu Ziemia obraca się z zachodu na wschód. Wyznacza on tzw. dobę gwiazdową. Aby łatwiej było funkcjonować, czas ten został zaokrąglony do 24 godzin. W rezultacie ustanowiona została doba cywilna, która trwa od północy danego dnia do północy dnia następnego.

KONSEKWENCJE RUCHU WIROWEGO

- dobowa zmiana czasu;

- spłaszczenie Ziemi przy biegunach - to wynik siły odśrodkowej, która działa na każde ciało będące w ruchu wirowym; siła ta skierowana jest prostopadle do osi Ziemi i powoduje jej rozszerzenie wokół Równika

- widome ruchy gwiazd - obracająca się z zachodu na wschód Ziemia wywołuje “wędrówkę” po niebie (w odwrotnym kierunku) wszystkich ciał niebieskich (z wyjątkiem Gwiazdy Polarnej, która znajduje się na przedłużeniu osi Ziemi).

- siła Coriolisa

- pływy morskie (przypływy i odpływy) - są one wywołane grawitacyjnym przyciąganiem Księżyca i Słońca;

Ruch obiegowy Ziemi wokół Słońca

Ruch obiegowy Ziemi - ruch Ziemi wokół Słońca po orbicie o kształcie elipsy w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara (z punktu widzenia obserwatora patrzącego na północną półkulę).

Ruch obiegowy Ziemi dookoła Słońca ma duży wpływ na zjawiska zachodzące w przestrzeni geograficznej.

Ziemia obiega Słońce w ciągu jednego roku czyli: 365 dni 6 godzin 9 minut 9,54 sekundy. 2 stycznia znajduje się najbliżej Słońca w punkcie zwanym peryhelium, w aphelium, które przypada na 3 lipca, odległość Ziemi od Słońca jest największa.

Oś ziemska jest nachylona do ekliptyki pod kątem 66°33' i ulega powolnym zmianom, jednak są one tak niewielkie, iż położenie Ziemi określa się, jako stabilne. Pochylenie to powoduje nierównomierne oświetlenie Ziemi w ciągu roku, a co za tym idzie, wydzielenie stref oświetlenia Ziemi.

Jednym ze skutków ruchu Ziemi wokół Słońca jest sezonowa zmiana wyglądu nocnego nieba. W jej wyniku momenty wschodu i zachodu gwiazd każdego dnia następują wcześniej o 3 minuty i 56 sekund, co powoduje, że gwiazdozbiory okołorównikowe, obserwowane o tej samej porze doby przemieszczają się ku zachodniej części nieba, a po pewnym czasie z powrotem są dostępne obserwacjom tuż przed wschodem Słońca.

Następstwa ruchu obiegowego

• zmiany oświetlenia Ziemi w ciągu roku, a w szczególności:

- zmiany wysokości górowania Słońca

- zmiany miejsca wschodu i zachodu Słońca na linii horyzontu

- zmiany długości trwania dnia i nocy

• występowanie stref oświetlenia na Ziemi

• pory roku

• roczny cykl niektórych zjawisk przyrodniczych (np.: wegetacja roślin, zmiany temperatury, opady, niektóre wiatry: pasaty, monsuny itp.)

• roczna rachuba czasu (kalendarz)

Astronomiczne i kalendarzowe pory roku

Astronomiczne pory roku są wyznaczane na podstawie rocznego cyklu zmian oświetlenia Ziemi. Astronomiczne pory roku są jednakowe dla całej kuli ziemskiej.

Astronomiczna wiosna rozpoczyna się 21 marca (dzień równonocy wiosennej), a kończy 22 czerwca (dzień przesilenia letniego). Astronomiczne lato trwa od 22 czerwca do 23 września (dzień równonocy jesiennej), A astronomiczna jesień od 23 września do 22 grudnia (dzień przesilenia zimowego). Od 22 grudnia do 21 marca trwa astronomiczna zima.

Kalendarzowe pory roku są związane z ilością energii słonecznej docierającej do powierzchni Ziemi. Ponieważ ilość tej energii jest różna dla półkuli północnej i południowej, to pory roku kalendarzowe na półkuli północnej pokrywają sie z porami astronomicznymi, a na półkuli południowej są przesunięte o pół roku względem pór astronomicznych.

Fazy księżyca

Zaćmienia występują, gdy Słońce, Ziemia i Księżyc znajdują się w jednej linii. Zaćmienia Słońca występują podczas nowiu, kiedy Księżyc znajduje się pomiędzy Ziemią a Słońcem. Z kolei zaćmienia Księżyca zdarzają się podczas pełni - gdy to Ziemia jest pomiędzy Księżycem a Słońcem.

Okresowość zaćmień Słońca i Księżyca określana jest przez tzw. cykl Saros, trwający w przybliżeniu 6585,3 doby (18 lat, 11 dni i 8 godzin)

Pływy morskie polegają na okresowym, wznoszeniu się i opadaniu powierzchni oceanu i zbiorników z nimi połączonych, wynikającym z oddziaływania pola grawitacyjnego Księżyca i Słońca.

Oddziaływanie Księżyca - pomimo jego niewielkiej, w porównaniu ze Słońcem, masy - jest ponad 2 razy silniejsze. Przyczynia się do tego niewielka odległość dzieląca Ziemię od jej satelity. W większości akwenów oceanicznych można obserwować dwukrotnie regularnie wznoszenie się i opadanie powierzchni wody w ciągu 24 h i 54 min., czyli w ciągu doby księżycowej.

Wielkość pływów uzależniona jest od położenia Słońca i Księżyca w stosunku do Ziemi. Kiedy wszystkie trzy ciała niebieskie znajdują się w przybliżeniu na jednej linii (ma to miejsce w nowiu lub w pełni Księżyca), ich przyciąganie sumuje się i pływy osiągają największą amplitudę.

Pływy morskie:

A. Pływ syzygijny

B. Pływ kwadraturowy

1. Słońce

2. Ziemia

3. Księżyc

4. Kierunek przyciągania przez Słońce

5. Kierunek przyciągania przez Księżyc

---