Підручник з Природничих наук. 2 частина. 10 клас. Гільберг - Нова програма

РАЗ ОБЕРТ, ДВА ОБЕРТ

Земля одночасно здійснює кілька рухів, основні з яких — орбітальний (річний) та обертання Землі навколо своєї осі (добовий). Ці рухи справляють великий вплив на процеси, що відбуваються на Землі.

Добове обертання Землі здійснюється із заходу на схід (якщо дивитися на Землю з боку Північного полюса). Земля обертається навколо своєї осі за 24 год. Кутова швидкість обертання всіх точок Землі при цьому однакова (15° за годину). Лінійна швидкість обертання точок залежить від тієї відстані, яку вони мають пройти за час добового обертання Землі. Нерухомими на поверхні Землі є тільки точки географічних полюсів (Північного й Південного). Найбільша швидкість (464 м/с) обертання точок — на лінії екватора.

Осьове обертання Землі має важливі наслідки. Насамперед, завдяки йому виникає відцентрова сила, яка визначає особливості форми Землі. Наша планета могла би бути кулею лише в тому разі, якщо б не оберталася, бо при обертанні тіла виникає відцентрова сила.

У свою чергу, форма Землі визначає зональний розподіл тепла на земній поверхні (зменшення від екватора до полюсів), а також зональність усіх явищ, які прямо або ж опосередковано залежать від теплового режиму.

Інший важливий наслідок осьового обертання Землі — відхилення тіл від напрямку їх руху. Згідно із законом інерції, тіло, що рухається, намагається зберегти напрямок і швидкість руху. Якщо рух відбувається відносно поверхні, яка переміщується (у даному випадку Землі, що обертається), то спостерігачу, який перебуває на цій поверхні, здається, що тіло змінює напрямок свого руху. Насправді воно продовжує рухатись у заданому напрямку, а поверхня під ним «відходить» у бік — повертається. Відхиляюча сила обертання Землі називається силою Коріоліса, на честь французького вченого Коріоліса, який уперше пояснив це явище в 1835 р.

Сила Коріоліса завжди спрямована перпендикулярно до руху тіла: праворуч до напрямку руху, якщо обертання відбувається проти годинникової стрілки, і ліворуч, якщо воно відбувається за годинниковою стрілкою. Ця сила залежить від швидкості руху тіла. Що більшою є швидкість, то більше відхилення.

Якщо тіло рухається у горизонтальній площині, то відхилення буде максимальним на полюсах, а на екваторі воно зникає. У Північній півкулі всі рухомі тіла, незалежно від напрямку їх руху, відхиляються праворуч, а в Південній півкулі — ліворуч.

Сила Коріоліса невелика. Але її постійна дія справляє великий вплив на напрямок руху повітряних мас, морських течій, пінкових потоків та інші явища. Вона є причиною виникнення різних вихорів, зокрема циклонів і антициклонів, існування систем повітряних і морських течій, підмивання берегів річок (мал. 2.6). Річки, що течуть в меридіональному напрямку, в Північній півкулі підмивають правий берег.

Мал. 2.6. Прояв сили Коріоліса (р. Десна)

Обертання Землі навколо осі зумовлює швидке переміщення сонячного освітлення по земній поверхні зі сходу на захід — зміну дня та ночі. Зміна дня і ночі, у свою чергу, зумовлює добовий ритм явищ і процесів у ландшафтній оболонці. Він виявляється в закономірній зміні кількості сонячної енергії, яку одержує земна поверхня, температури й вологості, атмосферного тиску, руху повітря.

З осьовим обертанням Землі, як ми з’ясували, пов’язане утворення припливної хвилі, яка щодобово обходить землю зі сходу на захід.

Орбітальний рух Землі відбувається по еліптичній орбіті із середньою швидкістю 29,8 км/с. Земля здійснює повний оберт навколо Сонця за 365 діб 6 год 9 хв 9,6 с. Швидкість руху Землі по орбіті буде тим більшою, що менша відстань від Землі до Сонця. Ця відстань протягом року змінюється: у перигелії зменшується до 147 117 000 км, в афелії збільшується до 152 083 000 км. У перигелії Земля перебуває на початку січня, отже, її рух орбітою в цей час швидший, тому зимове півріччя в Північній півкулі коротше, ніж у Південній.

Внаслідок руху Землі навколо Сонця відбувається зміна пір року. Початок астрономічного літа в Північній півкулі — 22 червня (день літнього сонцестояння). У день літнього сонцестояння Земля перебуває в афелії. Вісь Землі нахилена північним кінцем до Сонця, і сонячні промені опівдні на Північному тропіку (23° 27' пн. ш.) падають прямовисно. 22 червня в Північній півкулі Сонце перебуває в найвищому положенні — зеніті. Широти на північ від Північного полярного кола (66° 33' пн. ш.) розташовані на повністю освітленій частині Землі, і в цій місцевості триває полярний день (Сонце за горизонт не заходить). На всіх широтах між Північним Полярним колом і екватором день довший за ніч. Освітленість Північної півкулі в день літнього сонцестояння найбільша.

У Південній Півкулі в день літнього сонцестояння (22 червня) починається астрономічна зима. Сонце в цей не підіймається високо над горизонтом. На південь від Південного полярного кола (66° 33' пд. ш.) триває полярна ніч (Сонце зовсім не з’являється над горизонтом), яка за тривалістю дорівнює полярному дню тих самих широт Північної півкулі. На всіх широтах між Південним полярним колом й екватором день коротший за ніч, а освітленість Південної півкулі в цей день — найменша протягом року.

Безперервно рухаючись по орбіті, 23 вересня Земля займає положення, за якого світлороздільна лінія проходить через географічні полюси й день дорівнює ночі на всій Землі. Це день осіннього рівнодення. Обидві півкулі в цей день однаково освітлені. 23 вересня — початок астрономічної осені в Північній півкулі й початок астрономічної весни в Південній.

22 грудня, у день зимового сонцестояння, Земля перебуває в перигелії. До Сонця обернена Південна півкуля, і в ній починається астрономічне літо, тоді як в Північній півкулі настає астрономічна зима. Сонячні промені в полудень падають прямовисно на Південний тропік (23° 27' пд. ш.). Область біля Південного полюса обмежена Південним Полярним колом (66° 33' пд. ш.), освітлюється Сонцем, яке не опускається під горизонт. Над протилежною областю в Північній півкулі Сонце в цей час не сходить над горизонтом. Освітленість Південної півкулі в цей день — найбільша протягом року, Північної — найменша. 22 грудня, як і 22 червня, день дорівнює ночі тільки на екваторі.

Мал. 2.7. Наслідки рухів Землі

21 березня, у день весняного рівнодення, Сонце освітлює Землю так само, як і 23 вересня: воно перебуває в зеніті над екватором, і на всіх широтах день дорівнює ночі. У Північній півкулі настає астрономічна весна, у Південній — осінь.

Орбітальний рух Землі зумовлює розташування на її поверхні сучасних поясів освітлення (астрономічних теплових поясів). Таких поясів п’ять: жаркий, два помірних і два холодних. Пояси освітлення — першооснова виділення природних широтних поясів.

Жаркий пояс лежить між тропіками, по обидва боки від екватора, і займає близько 40 % земної поверхні. У цьому поясі Сонце один раз на рік (у дні сонцестояння) буває в зеніті над кожним тропіком. На екваторі день завжди дорівнює ночі. Два помірні пояси розташовані між тропіками й Полярним колом. Сонце в них ніколи не буває в зеніті. Упродовж доби обов’язково відбувається зміна дня і ночі. Тривалість їх залежить від широти та пори року. Помірні пояси займають 52 % земної поверхні. Два холодних пояси — на північ від Північного полярного кола й на південь від Південного полярного кола — характеризуються наявністю полярних днів і ночей. Ці пояси займають 8 % земної поверхні. Пояси освітленості становлять основу кліматичної зональності Землі та природної зональності загалом.

Давно відзначено таку закономірність: що авторитарнішим є суспільство, то вільніше там почуваються прихильники псевдонаукових теорій, які заперечують усю сучасну науку. Цей фактор не випадковий, а є результатом чіткої політичної установки, що відбивається в ідеології, пропаганді й освітній сфері.

У наш час авторитарна влада постала перед дилемою. З одного боку, складне виробництво й розгалужені економічні, фінансові та соціальні зв’язки вимагають залучати до управління державою підготовлених людей. Тут не обійтися без якісної освіти з великою часткою, зокрема, математичної складової. З іншого — набагато простіше керувати людьми, які ледве читають і пишуть і легко піддаються пропагандистському впливу. Таких людей переконують, що Земля пласка — і вони цьому вірять!

Мал. 2.8. Ще один фейк