RUCH OBROTOWY (WIROWY) ZIEMI

Ruch obrotowy (wirowy) to ruch Ziemi wokół własnej osi. Oś Ziemi jest teoretyczną linią prostą, która przechodzi przez Biegun Północny i Biegun Południowy. Nasza planeta wiruje zawsze w kierunku z zachodu na wschód.

Czas jednego pełnego obrotu Ziemi wynosi:

- 23 godziny 56 minut 4 sekundy - doba gwiazdowa (gdy punktem odniesienia jest nieskończenie odległa gwiazda),

- 24 godziny - doba słoneczna (gdy punktem odniesienia jest najbliższa gwiazda, czyli Słońce).

Liniowa prędkość ruchu wirowego Ziemi zależy od szerokości geograficznej - maksymalna wartość osiągana jest na Równiku, gdzie wynosi 1670 km/h = 464m/s (prędkość ta maleje w miarę zbliżania się do biegunów).

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 (patrz rozdział Kształt i rozmiary Ziemi);

- 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); warto jednak dodać, że to zjawisko wskazuje na istnienie względnego ruchu Ziemi i gwiazd, ale nie jest bezwzględnym dowodem ruchu wirowego naszej planety;

- siła Coriolisa - to siła bezwładności powodująca odchylenie kierunku poruszania się ciał (w prawo na półkuli północnej i w lewo na półkuli południowej);

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

Spiętrzenie pływowe powstaje po stronie zwróconej do Księżyca oraz po stronie przeciwnej. Podczas pełni i nowiu Księżyc oraz Słońce leżą w jednej płaszczyznie z Ziemią. Oddziaływania obu ciał niebieskich nakładają się na siebie powodując wystąpienie maksymalnych przypływów i odpływów (pływy syzygijne). Natomiast, gdy Księżyc znajduje się w pierwszej lub ostatniej kwadrze, grawitacja Słońca częściowo przeciwdziała przyciąganiu Księżyca, co skutkuje mniejszymi pływami (pływy kwadrowe).

- dobowa zmiana oświetlenia - następujące po sobie dni i noce oraz dobowy rytm zmian wysokości Słońca nad horyzontem wpływają na przebieg wszystkich procesów zależnych od dostawy energii słonecznej, np. procesu fotosyntezy.

- Dobowa zmiana czasu - w tym samym momencie dla jednych punktów na Ziemi Słońce wschodzi, dla innych góruje (osiąga najwyższy punkt nad horyzontem podczas widomej wędrówki), a dla jeszcze innych zachodzi; różne położenie Słońca w jednej chwili nad różnymi południkami spowodowało konieczność wprowadzenia najpierw czasu miejscowego, a następnie strefowego i urzędowego.

Czas miejscowy (słoneczny) to czas określony dla każdego południka na podstawie momentu górowania Słońca. Wszystkie kolejne południki położone w kierunku na wschód mają czas późniejszy, a na zachód - wcześniejszy. Wiedząc że każdy punkt na Ziemi wykonuje pełny obrót w ciągu 24 godzin, można określić różnice czasu między poszczególnymi południkami:

360° długości geograficznej - 24 godziny różnicy czasu,

180° długości geograficznej - 12 godziny różnicy czasu,

15° długości geograficznej - 1 godzina różnicy czasu,

1° długości geograficznej - 4 minuty różnicy czasu.

Posługiwanie się czasem miejscowym poszczególnych południków byłoby bardzo uciążliwe w codziennym życiu. Na przykład podróżując ze wschodu na zachód, należało by po dotarciu do każdego następnego południka (różnego o 1°) cofać wskazówki zegara o 4 minuty. Toteż w 1884 roku, na podstawie umowy międzynarodowej, wprowadzono podział Ziemi na 24 południkowe strefy czasu.

STREFY CZASU NA ZIEMI

Czas strefowy to czas dla każdej strefy obejmującej 15° długości geograficznej. Określa się go na podstawie górowania Słońca nad południkiem środkowym dla danej strefy. W strefach bezpośrednio z sobą sąsiadujących czasy strefowe różnią się o jedną godzinę.

Pierwsza strefa czasu obejmuje obszar położony pomiędzy południkami 7°30'W a 7°30'E. Środkowym jest tu południk 0°, którego czas, wraz z czasem całej strefy, nazywany jest czasem uniwersalnym (GMT). W stosunku do niego określa się czas pozostałych stref, dodając pełne godziny na półkuli wschodniej i odejmując na półkuli zachodniej.

Czas strefowy stosuje się w rzeczywistej postaci na morzach, a na lądach obowiązuje czas urzędowy, który tylko w pewnym stopniu pokrywa się ze strefowym.

Czas urzędowy wprowadzany jest na podstawie zarządzenia władz państwowych. Większość krajów ma na całym swoim terytorium tą samą godzinę. Jednak w przypadku państw o dużej powierzchni, a zwłaszcza znacznej rozciągłości równoleżnikowej, wprowadzenie jednolitego czasu nie miałoby sensu - przykładem może być Rosja, gdzie różnica czasu strefowego między wschodnimi a zachodnimi krańcami wynosi 9 godzin.

Różnica czasu między skrajnymi strefami wynosi 24 godziny, a więc całą dobę - dzień kaledarzowy. W związku z tym z podziału Ziemi na strefy czasowe wynika, że na linii południka 180° “stykają się” ze sobą dwa różne dni. Zaistniała zatem konieczność wyznaczenia międzynarodowej linii zmiany daty. Jej przebiegu nie ustalono jednak dokładnie po południku 180° - ominięto wyspy i półwyspy na Pacyfiku, aby nie wchodzić ze zmianą daty na obszary lądowe.

Przekraczając linię zmiany daty z zachodu na wschód wraca się do daty dnia poprzedniego, zaś poruszając się w kierunku przeciwnym przechodzi się do daty dnia następnego.

Obszar Polski leży w dwóch strefach czasu - środkowoeuropejskiej i wschodnioeuropejskiej. Aby uniknąć konieczności przesuwania czasu przy przekraczaniu granicy stref, ustalono u nas jeden czas urzędowy - środkowoeuropejski.

W niektórych państwach, w tym w Polsce, wprowadza się urzędowy czas letni, który jest przesunięty o godzinę do przodu w stosunku do czasu zimowego. Wpływa to na oszczędność energii elektrycznej poprzez efektywniejsze wykorzystanie długich dni wiosennych i letnich. Polska przyjmuje latem urzędowy czas wschodnioeuropejski.

__________

RUCH OBIEGOWY ZIEMI

Ruch obiegowy to ruch, jaki Ziemia wykonuje wokół Słońca po drodze zwanej orbitą. Orbita (tor ruchu) ma kształt elipsy zbliżonej do okręgu. Słońce znajduje się w jednym z ognisk tej elipsy. Odległość Ziemi od Słońca nie jest zatem stała, lecz zmienia się w ciągu roku.

Najbliżej Słońca (147,1 mln km) nasza planeta znajduje się na początku stycznia - takie położenie nazywane jest peryhelium. Natomiast pozycję najdalszą (152,1 mln km) Ziemia osiąga w pierwszych dniach lipca - aphelium.

Jeden pełny obieg Ziemi dookoła Słońca trwa 365 dni 5 godzin 49 minut.

Podstawową konsekwencją ruchu obiegowego Ziemi są zmiany warunków oświetlenia naszej planety. W czasie rocznego obiegu dookoła Słońca oś obrotu Ziemi zachowuje stałe nachylenie do płaszczyzny orbity pod kątem 66°33'. W wyniku tego pochylenia warunki oświetlenia naszej planety zmieniają się w rytmie rocznym. Obszar zawarty pomiędzy Zwrotnikiem Raka i Zwrotnikiem Koziorożca otrzymuje najwięcej energii słonecznej. Tylko w tej strefie Słońce góruje w zenicie. Ma to miejsce w różnym czasie i na różnych szerokościach geograficznych - na Równiku 21 marca i 23 września, na Zwrotniku Raka 22 czerwca, na Zwrotniku Koziorożca 22 grudnia.

Obszary położone na północ i południe od zwrotników, wraz ze wzrostem szerokości geograficznej otrzymują coraz mniej energii słonecznej. Słońce nigdy nie góruje tam w zenicie.

Za kołami podbiegunowymi kąt padania promieni słonecznych jest bardzo mały, a Ziemia otrzymuje najmniej energii słonecznej. Dzień i noc trwają dłużej niż dobę - w takich przypadkach mówi się o występowaniu dni polarnych i nocy polarnych.

Wraz ze zmianą położenia Ziemi względem Słońca (w cyklu rocznym) następują zmiany długości trwania dnia i nocy. Wyjątkiem jest Równik, gdzie przez cały rok dzień jest równy nocy i trwa 12 godzin. W pozostałych szerokościach geograficznych dobowy czas oświetlenia słonecznego zmienia się.

W okresie "letnim" - od marca do września - im dalej na północ, tym dzień jest dłuższy (aż do dnia polarnego na Biegunie Północnym, który trwa tam pół roku). Natomiast im dalej na południe, tym dzień jest krótszy, a noc dłuższa (aż do nocy polarnej na Biegunie Południowym, która trwa tam również pół roku).

W okresie "zimowym" - od września do marca - sytuacja odwraca się, tj. dni są dłuższe na półkuli południowej (na Biegunie Południowym panuje dzień polarny, a na Biegunie Północnym jest noc polarna).

Z powyższymi konsekwencjami wiąże się występowanie u nas astronomicznych pór roku - wiosny, lata, jesieni i zimy. 21 marca i 23 września Słońce góruje w zenicie nad Równikiem, co oznacza początek astronomicznej wiosny i jesieni. Ziemia w tych dniach oświetlona jest od bieguna do bieguna. Zachodzi zjawisko równonocy wiosennej i jesiennej - dzień trwa tyle samo co noc na całej kuli ziemskiej. Na biegunach dzień polarny zmienia się w noc polarną (lub noc w dzień - w zależności od bieguna i miesiąca).

22 czerwca występuje tzw. przesilenie letnie - Słońce góruje w zenicie nad Zwrotnikiem Raka i rozpoczyna się astronomiczne lato. W tym dniu na półkuli północnej przypada najdłuższy dzień w roku, a na południowej najkrótszy.

22 grudnia to data tzw. przesilenia zimowego - Słońce góruje w zenicie nad Zwrotnikiem Koziorożca i rozpoczyna się astronomiczna zima. Tego dnia na półkuli północnej dzień jest najkrótszy, a na południowej najdłuższy.

Trzeba zapamiętać, że na półkuli południowej w danym czasie występują inne astronomiczne pory roku niż u nas, np. gdy w Polsce jest zima to w Australii panuje lato i na odwrót.

GÓROWANIE SŁOŃCA W POLSCE

W PIERWSZYCH DNIACH ASTRONOMICZNYCH PÓR ROKU

6

---