Rozpocznijmy podróż w głąb naszej planety, aby zrozumieć ruchy Ziemi. To fundamentalna wiedza z zakresu geografii i astronomii, niezbędna do zrozumienia wielu zjawisk zachodzących na naszej planecie.
Rodzaje Ruchów Ziemi
Ziemia, wbrew pozorom, nie jest nieruchoma. Wykonuje wiele ruchów, ale dwa z nich są szczególnie istotne: ruch obrotowy i ruch obiegowy.
Ruch Obrotowy
Ruch obrotowy to ruch Ziemi wokół własnej osi. Wyobraź sobie kręcący się bączek. Ziemia kręci się podobnie, choć znacznie wolniej. Oś obrotu Ziemi jest nachylona do płaszczyzny orbity (ekliptyki) pod kątem około 23,5 stopnia.
Czas trwania ruchu obrotowego to około 24 godziny (dokładniej 23 godziny, 56 minut i 4 sekundy). Ten czas nazywamy dobą słoneczną. To właśnie dzięki ruchowi obrotowemu mamy dzień i noc. Kiedy dana część Ziemi jest zwrócona w stronę Słońca, panuje tam dzień. Kiedy ta sama część Ziemi odwraca się od Słońca, nastaje noc.
Skutki ruchu obrotowego:
- Następowanie dnia i nocy: To najbardziej oczywisty skutek.
- Spłaszczenie Ziemi na biegunach: Siła odśrodkowa, związana z ruchem obrotowym, powoduje, że Ziemia nie jest idealną kulą, ale jest nieco spłaszczona na biegunach.
- Działanie siły Coriolisa: Siła Coriolisa to siła pozorna, która wpływa na ruch ciał poruszających się na powierzchni Ziemi. Powoduje odchylanie się wiatrów i prądów morskich na półkuli północnej w prawo, a na półkuli południowej w lewo. Ma to ogromny wpływ na pogodę i klimat. Na przykład, wpływa na kierunek cyklonów i antycyklonów.
- Występowanie pływów morskich (częściowo): Ruch obrotowy Ziemi, w połączeniu z grawitacją Księżyca i Słońca, wpływa na powstawanie pływów morskich.
Przykład: Wyobraź sobie samolot lecący z północy na południe na półkuli północnej. Bez uwzględnienia siły Coriolisa, samolot leciałby prosto. Jednak w rzeczywistości siła ta powoduje, że samolot będzie stopniowo odchylał się na wschód.
Ruch Obiegowy
Ruch obiegowy to ruch Ziemi wokół Słońca. Ziemia okrąża Słońce po elipsie, a nie po idealnym okręgu. Słońce znajduje się w jednym z ognisk tej elipsy. To oznacza, że odległość Ziemi od Słońca nie jest stała. Najbliżej Słońca Ziemia znajduje się w peryhelium (około 3 stycznia), a najdalej w aphelium (około 4 lipca).
Czas trwania ruchu obiegowego to około 365 dni i 6 godzin (dokładniej 365 dni, 6 godzin, 9 minut i 10 sekund). Ten czas nazywamy rokiem zwrotnikowym. Dodatkowe 6 godzin rocznie powoduje, że co 4 lata mamy rok przestępny, który ma 366 dni (luty ma wtedy 29 dni). Dodatkowy dzień wyrównuje różnicę, aby kalendarz był zgodny z porami roku.
Skutki ruchu obiegowego:
- Występowanie pór roku: To najważniejszy skutek ruchu obiegowego i nachylenia osi Ziemi. W zależności od tego, jak Ziemia jest ustawiona względem Słońca, na danej półkuli panuje inna pora roku. Kiedy półkula północna jest nachylona w stronę Słońca, panuje tam lato, a na półkuli południowej zima. Kiedy półkula południowa jest nachylona w stronę Słońca, sytuacja się odwraca.
- Zróżnicowana długość dnia i nocy w ciągu roku: Długość dnia i nocy zmienia się w ciągu roku w zależności od pory roku i szerokości geograficznej. W okolicach równika różnice w długości dnia i nocy są niewielkie, natomiast im bliżej biegunów, tym różnice są większe. W okolicach biegunów występuje zjawisko dnia polarnego (kiedy Słońce nie zachodzi przez 24 godziny) i nocy polarnej (kiedy Słońce nie wschodzi przez 24 godziny).
- Zmiana kąta padania promieni słonecznych: Kąt padania promieni słonecznych wpływa na ilość energii słonecznej docierającej do powierzchni Ziemi. Im większy kąt padania (czyli im bliżej kąta prostego), tym więcej energii dociera do powierzchni, a tym samym jest cieplej.
- Zmiana wysokości Słońca nad horyzontem: Wysokość Słońca nad horyzontem zmienia się w ciągu roku. Najwyżej Słońce jest nad horyzontem w lecie, a najniżej w zimie.
Przykład: 21 czerwca (przesilenie letnie) na półkuli północnej dzień jest najdłuższy, a na półkuli południowej najkrótszy. Z kolei 22 grudnia (przesilenie zimowe) na półkuli północnej dzień jest najkrótszy, a na półkuli południowej najdłuższy.
Podsumowanie
Ruch obrotowy i ruch obiegowy to dwa kluczowe ruchy Ziemi, które mają ogromny wpływ na nasze życie. Dzięki nim mamy dzień i noc, pory roku, wiatry, prądy morskie i wiele innych zjawisk. Zrozumienie tych ruchów jest niezbędne do zrozumienia funkcjonowania naszej planety.
