Главная · Бухгалтерский учет · Движение Земли вокруг Солнца и его географическое следствие (годовое). Движения Земли и их следствия Движения земли и их географические следствия

Движение Земли вокруг Солнца и его географическое следствие (годовое). Движения Земли и их следствия Движения земли и их географические следствия

Фундаментальным условием существования Земли является ее постоянное движение: вращение вокруг своей оси, вращение около общего с Луной и для всей Солнечной системы центра тяжести, обращение вокруг Солнца, перемещение в составе Солнечной системы вокруг ядра Галактики. Для жизни на Земле основными являются орбитальное и осевое движения нашей планеты.

Орбитальное движение. Земля, вращаясь вокруг своей оси, в то же время движется вокруг Солнца со скоростью 30 км/сек. Путь, по которому движется Земля вокруг Солнца, называется орбитой, а движение - орбитальным. Полный оборот вокруг Солнца она совершает за 365 суток 5 ч 48 мин 46 сек. Этот период называется астрономическим годом. Орбита имеет форму эллипса длиной в 940 млн км. Продолжительность движения Земли вокруг Солнца остается неизменной. Расстояние от Земли до Солнца изменяется в течение года в перигелии 147 млн км, в афелии -152 млн км (перигелий - ближайшая, афелий - наиболее удаленная точки от Солнца).

Земная ось наклонена к плоскости орбиты под углом 66 е 33" и все время направлена северным концом в сторону Полярной звезды, что приводит к смене времен года и неравенству дня и ночи.

  • 22 июня (день летнего солнцестояния) солнечные лучи в полдень отвесно падают на параллель 23,5°с.ш. (северный тропик). Все параллели севернее экватора до 66,5°с.ш. большую часть суток освещены, и на этих широтах день длиннее ночи. А севернее 66,5°с.ш. в день летнего солнцестояния территория полностью освещена Солнцем - там полярный день. В этот день на всех параллелях южнее экватора до 66,5°ю.ш. день короче ночи. Южнее 65,5°ю.ш. территория не освещена совсем - там полярная ночь. 22 июня начало астрономического лета в северном полушарии и астрономической зимы в южном полушарии.
  • 22 декабря (день зимнего солнцестояния) солнечные лучи в полдень отвесно падают на параллель 23,5°ю.ш. (южный тропик). Все параллели южнее экватора до 66,5°ю.ш. большую часть суток освещены и на этих широтах день длиннее ночи.

А южнее 66,5°с.ш. в день зимнего солнцестояния территория полностью освещена Солнцем - там полярный день. В этот день на всех параллелях севернее экватора до 66,5°с.ш. день короче ночи. Севернее 65,5°с.ш. территория не освещена совсем - там полярная ночь. 22 декабря начало астрономического лета в южном полушарии и астрономической зимы в северном полушарии.

21 марта (день весеннего равноденствия) и 23 сентября (день осеннего равноденствия) солнечные лучи отвесно падают на экватор и равномерно освещают оба полушария, день всюду на Земле равен ночи. На Земле 21 марта и 23 сентября - начало астрономической весны и астрономической осени в соответствующих полушариях.

Суточное вращение. Земля вращается вокруг своей оси с запада на восток (против часовой стрелки) и делает полный оборот за 23 ч. 56 мин 4,1 сек (сутки). Неподвижными на поверхности Земли остаются точки выхода воображаемой оси (воображаемая прямая, проходящая через центр Земли и пересекающая земную поверхность на полюсах, вокруг которой происходит суточное вращение Земли)-географические полюса. В течение суток каждая точка Земли описывает окружность. Скорость вращения зависит от расстояния, которое должна пройти такая точка за сутки. Наибольшая скорость вращения Земли на экваторе составляет 464 м/сек. От экватора к полюсам скорость уменьшается, к примеру, на 65 е широте-195 м/сек.

Вращение Земли вокруг своей оси впервые доказано французским ученым Леоном Фуко в 1851 г. Он использовал закон механики, согласно которому всякое качающееся тело стремится сохранить плоскость качания независимо от вращения того основания, над которым оно находится. В Париже, в Пантеоне под куполом был подвешен маятник. Под ним поместили круг с делениями. При качании маятник оказывался над новыми делениями, то есть казалось, что изменяется плоскость качания маятника. Это может произойти только вследствие того, что поверхность земли под маятником поворачивается. На полюсах кажущийся поворот плоскости качания маятника составляет 15 е за час. На экваторе положение плоскости качания маятника не изменяется, так как она все время совпадает с меридианом. На промежуточных широтах кажущийся поворот плоскости качания равен 15 е sin 2 в час (- - географическая широта места наблюдения).

Осевое вращение Земли имеет важные следствия. При вращении Земли возникает центробежная сила и сила тяготения, дающая силу тяжести. Центробежная сила растет от 0 на полюсах до максимального значения на экваторе. В соответствии с уменьшением центробежной силы от экватора к полюсу, сила тяжести увеличивается в том же направлении и достигает максимума на полюсе. Отсюда возникает деформация фигуры планеты - сплюснутость с полюсов (полярное сжатие), связанное с возрастанием центробежной силы от полюсов к экватору.

Вращение Земли вокруг своей оси обусловливает также перемещение солнечного освещения по земной поверхности - в результате чего происходит смена дня и ночи.

Одним из важнейших следствий осевого вращения Земли является существование силы Кориолиса. Все тела, движущиеся по горизонтали в северном полушарии, отклоняются вправо, в южном полушарии - влево. Проявляется это в изменении направления воздушных масс и морских течений, подмыве правых берегов у рек северного полушария и левых - в южном полушарии.

Вследствие действия приливов Мирового океана осевое движение Земли с течением времени замедляется. Около 500 млн лет назад сутки составляли 20,8 современных часов. Удлинение суток равняется 0,0017 сек за век. На фоне постоянного замедления скорости осевого вращения Земли и при похолодании климата в приполярных районах систематически нарастали мощные ледниковые покровы объемом в десятки миллионов кубических километров - уровень Мирового океана падал более чем на 130 м.

Длительность оборота Земли вокруг оси долго была основной мерой времени, но непостоянство скорости вращения Земли предопределило определение точного времени с 1955 г. с помощью атомных часов.

Вращение Земли вокруг оси проявляется во многих явлениях на ее поверхности. Например, пассаты (постоянные ветры в тропических областях обоих полушарий, дующие к экватору) вследствие вращения Земли с запада на восток дуют с северо-востока в северном полушарии и с юго-востока - в южном полушарии; в северном полушарии подмываются правые берега рек, в южном - левые; при движении циклона с юга на север его путь отклоняется к востоку и т.д.

a ) б )

Рис. 12: Маятник Фуко. А - плоскость качания маятника.

Но наиболее наглядным следствием вращения Земли является опыт с физическим маятником, впервые поставленный физиком Фуко в 1851 г.

Опыт Фуко основан на свойстве свободного маятника сохранять неизменным в пространстве направление плоскости своих колебаний, если на него не действует никакая сила, кроме силы тяжести. Пусть маятник Фуко подвешен на северном полюсе Земли и колеблется в какой-то момент в плоскости определенного меридиана l (рис.12, a ). Через некоторое время наблюдателю, связанному с земной поверхностью и не замечающему своего вращения, будет казаться, что плоскость колебаний маятника непрерывно смещается в направлении с востока на запад, “за Солнцем”, т.е. по ходу часовой стрелки (рис.12,6 ). Но так как плоскость качания маятника не может произвольно менять своего направления, то приходится признать, что в действительности поворачивается под ним Земля в направлении с запада к востоку. За одни звездные сутки плоскость колебаний маятника совершит полный оборот относительно поверхности Земли с угловой скоростью w= 15° в звездный час. На южном полюсе Земли маятник совершит за 24 звездных часа также один оборот, но против часовой стрелки.

Рис 13.

Если маятник подвесить на земном экваторе и ориентировать плоскость его качания в плоскости экватора, т. е. под прямым yглом к меридиану l (рис. 12), то наблюдатель не заметит смещения плоскости его колебаний относительно земных предметов, т.е. она будет казаться неподвижной и оставаться перпендикулярной к меридиану. Результат не изменится, если маятник на экваторе будет колебаться в какой-либо другой плоскости. Обычно говорят, что на экваторе период вращения плоскости колебаний маятника Фуко бесконечно велик.

Если маятник Фуко подвесить на широте j , то его колебания будут происходить в плоскости, вертикальной для данного места Земли.

Вследствие вращения Земли наблюдатeлю будет казаться, что плоскость колебаний маятника поворачивается вокруг вертикали данного места. Угловая скорость этого поворота w j равна проекции вектора угловой скорости вращения Земли w на вертикаль в данном месте О (рис. 13), т.е.

w j --= w sin j = 15° sin j .

Таким образом, угол видимого поворота плоскости колебаний маятника относительно поверхности Земли пропорционален синусу географической широты.

Фуко поставил свой опыт, подвесив маятник под куполом Пантеона в Париже. Длина маятника была 67 м, вес чечевицы - 28 кг. В 1931 г. в Ленинграде в здании Исаакиевского собора был подвешен маятник длиной 93 м и весом 54 кг. Амплитуда колебаний этого маятника равна 5 м , период - около 20 секунд. Острие его чечевицы при каждом следующем возвращении в одно из крайних положений смещается в сторону на 6 мм. Таким образом, за 1-2 минуты можно убедиться в том, что Земля действительно вращается вокруг своей оси.

Рис. 14

Вторым следствием вращения Земли (но менее наглядным) является отклонение падающих тел к востоку. Этот опыт основан на том, что чем дальше находится точка от оси вращения Земли, тем больше ее линейная скорость, с которой она перемещается с запада на восток вследствие вращения Земли. Поэтому вершина высокой башни В перемещается к востоку с большей линейной скоростью, нежели ее основание О (рис. 14). Движение тела, свободно падающего с вершины башни, будет происходить под действием силы притяжения Земли с начальной скоростью вершины башни. Следовательно, прежде чем упасть на Землю, тело будет двигаться по эллипсу, и хотя скорость его движения постепенно увеличивается, упадет оно на поверхность Земли не у основания башни, а несколько обгонит его, т.е. отклонится от основания в сторону вращения Земли, к востоку.

В теоретической механике для расчета величины отклонения тела к востоку х получена формула

где h - высота падения тела в метрах, j - географическая широта места опыта, а х выражено в миллиметрах.

С осевым движением связаны явления суточной ритмичности и биоритмы. Суточный ритм связан со световыми и температурными условиями. Биоритмы - это важный процесс в развитии и существовании жизни. Без них невозможны фотосинтез, жизнедеятельность дневных и ночных животных и растений и, конечно же, жизнь самого человека (люди совы, люди жаворонки).

В настоящее время вращение Земли непосредственно наблюдается из космоса.

Земля (лат. Terra) - третья от Солнца планета Солнечной системы, крупнейшая по диаметру, массе и плотности среди планет земной группы.

Земля взаимодействует (притягивается гравитационными силами) с другими объектами в космосе, включая Солнце и Луну. Земля обращается вокруг Солнца и делает вокруг него полный оборот примерно за 365,26 дней. Этот отрезок времени - сидерический год, который равен 365,26 солнечным суткам. Ось вращения Земли наклонена на 23,4° относительно её орбитальной плоскости, это вызывает сезонные изменения на поверхности планеты с периодом в один тропический год (365,24 солнечных суток).

Одним из доказательств орбитального вращения Земля является смена времен года. Правильное понимание наблюдаемых небесных явлений и места Земли в Солнечной системе складывалось веками. Окончательно сломил представление о неподвижности Земли Николай Коперник. Коперник показал, что именно вращением Земли вокруг Солнца можно объяснить видимые петлеобразные движения планет. Центром планетной системы является Солнце.

Ось вращения Земли отклонена от оси орбиты (т. е. прямой, перпендикулярной плоскости орбиты) на угол, равный примерно 23,5°. Если бы не было этого наклона, смены времен года не существовало бы. Регулярная смена времен года - следствие движения Земли вокруг Солнца и наклона оси вращения Земли к плоскости орбиты. В северном полушарии Земли наступает лето, когда северный полюс Земли освещается Солнцем, а южный полюс планеты располагается в ее тени. При этом в южном полушарии наступает зима. Когда в северном полушарии весна, то в южном - осень. Когда в северном полушарии осень, в южном - весна. Времена года в южном и северном полушариях всегда противоположны. Примерно 21 марта и 23 сентября во всем мире день и ночь продолжаются 12 часов. Эти дни называются днями весеннего и осеннего равноденствия. Летом продолжительность светлого времени суток больше, чем зимой, следовательно, северное полушарие Земли в течение весны и лета с 21 марта по 23 сентября получает гораздо больше тепла, чем осенью и зимой с 23 сентября по 21 марта.

Как известно, Земля обращается по своей орбите вокруг Солнца. Для нас, находящихся на поверхности Земли людей, такое годовое движение Земли вокруг Солнца заметно в виде годового перемещения Солнца на фоне звезд. Как мы уже знаем, путь Солнца среди звезд является большим кругом небесной сферы и называется эклиптикой. Значит, эклиптика является небесным отражением орбиты Земли, поэтому плоскость орбиты Земли называют еще плоскостью эклиптики. Ось вращения Земли не перпендикулярна плоскости эклиптики, а отклоняется от перпендикуляра на угол. Благодаря этому на Земле происходит смена времен года (см. рис. 15). Соответственно, и плоскость земного экватора наклонена на этот же угол к плоскости эклиптики. Линия пересечения плоскости земного экватора и плоскости эклиптики сохраняет (если не учитывать прецессию) неизменное положение в пространстве. Один ее конец указывает на точку весеннего равноденствия, другой - точку осеннего равноденствия. Эти точки неподвижны относительно звезд (с точностью до прецессионного движения!) и вместе с ними участвуют в суточном вращении.

Рис. 15.

Вблизи 21 марта и 23 сентября Земля расположена относительно Солнца таким образом, что граница света и тени на поверхности Земли проходит через полюса. А поскольку каждая точка на поверхности Земли совершает суточное движение вокруг земной оси, то ровно половину суток она будет на освещенной части земного шара, а вторую половину - на затененной. Таким образом, в эти даты день равен ночи, и они называются соответственно днями весеннего и осеннего равноденствий. Земля в это время находится на линии пересечения плоскостей экватора и эклиптики, т.е. в точках весеннего и осеннего равноденствий, соответственно.

Выделим еще две особенные точки на орбите Земли, которые называются точками солнцестояний, а даты, на которые приходится прохождение Земли через эти точки, днями солнцестояний.

В точке летнего солнцестояния, в которой Земля бывает вблизи 22 июня (день летнего солнцестояния), северный полюс Земли направлен в сторону Солнца, и большую часть суток любая точка северного полушария освещена Солнцем, т.е. в эту дату день - самый длинный в году.

В точке зимнего солнцестояния, в которой Земля бывает вблизи 22 декабря (день зимнего солнцестояния), северный полюс Земли направлен в сторону от Солнца, и большую часть суток любая точка северного полушария находится в тени, т.е. в эту дату ночь - самая длинная в году, а день - самый короткий.

Из-за того, что календарный год по продолжительности не совпадает с периодом обращения Земли вокруг Солнца, дни равноденствий и солнцестояний в разные годы могут приходиться на разные дни (-+ один день от названных выше дат). Однако в дальнейшем при решении задач мы будем пренебрегать этим и считать, что дни равноденствий и солнцестояний всегда приходятся на указанные выше даты.

Перейдем от реального движения Земли в пространстве к видимому движению Солнца для наблюдателя, находящегося на широте,. В течение года центр Солнца движется по большому кругу небесной сферы, по эклиптике, против часовой стрелки. Поскольку плоскость эклиптики в пространстве неподвижна относительно звезд, то эклиптика вместе со звездами будет участвовать в суточном вращении небесной сферы. В отличие от небесного экватора и небесного меридиана эклиптика будет менять свое положение относительно горизонта в течение суток.

Как изменяются координаты Солнца в течение года? Прямое восхождение изменяется от 0 до 24 h , а склонение изменяется от - до +. Лучше всего это можно увидеть на небесной карте экваториальной зоны (рис. 16).

Рис. 16.

Для четырех дней в году мы знаем координаты Солнца точно. Ниже в таблице даны эти сведения.

Таблица 2. Данные о Солнце в дни равноденствий и солнцестояний

т. восхода

т. захода

h max

0 h 00 m

23 o 26"

6 h 00 m

сев.-вост.

12 h 00 m

23 o 26"

18 h 00 m

В таблице указана также полуденная (в момент верхней кульминации) высота Солнца на эти даты. Для того, чтобы вычислить высоту Солнца в моменты кульминаций на любой другой день года, нам необходимо знать в этот день.

Выделяются два основных типа движения Земли: по орбите вокруг Солнца и вокруг собственной оси вращения.

Орбита (от лат. orbita - колея, дорога) Земли - эллипс, близкий к окружности, в одном из фокусов которого расположено Солнце. Расстояние от Земли до Солнца изменяется в течение года от 147 млн км в перигелии (3 января) до 152 млн км в афелии (5 июля).

Длина орбиты более 930 млн км. Земля движется но орбите со средней скоростью около 30 км/с и проходит весь путь за год - за 365 сут. 6 ч 9 мин 9 с. Ось вращения Земли наклонена к плоскости орбиты под углом 66,5°; направлена на Полярную звезду (в текущую астрономическую эпоху) и перемещается в пространстве параллельно самой себе в течение года. Указанные обстоятельства приводят к важнейшим географическим следствиям - смене времен года, неравенству дня и ночи, естественному суточному измерению времени.

При астрономических наблюдениях используются звездные сутки - промежуток времени между двумя последовательными наиболее высокими положениями звезды над горизонтом на меридиане точки наблюдения. В течение звездных суток Земля совершает полный оборот вокруг своей оси за 23 ч 56 мин и 4 с. В практических целях применяются солнечные сутки - промежуток времени между двумя последовательными прохождениями центра Солнца через меридиан точки наблюдения (24 ч).

В повседневной жизни принят поясной счет времени. С этой целью всю поверхность земного шара разделили на 24 часовых пояса по 15° каждый. За поясное время принимается местное время среднего меридиана каждого пояса. Договорились, что нулевым и одновременно 24 поясом будет тот, посередине которого проходит Гринвичский меридиан. Приняли также, что посередине 12 пояса, примерно вдоль меридиана 180°, проложена линия перемены дат. Это условная граница, но обе стороны от которой значение времени совпадает, а календарные даты отличаются на одни сутки.

Если бы ось вращения Земли была перпендикулярна плоскости орбиты, то светоразделительная линия на ее поверхности {терминатор) проходила бы через оба полюса и делила бы все параллели пополам. При этом день был бы всегда равен ночи, солнечные лучи падали бы на экватор под прямым углом и смены времен года не было бы. Реальная картина освещенности планеты приводится на рис. 3.7.

Рис. 3.7.

и зимнего солнцестояния:

1 - освещенная половина (день); 2 - неосвещенная половина (ночь)

Наклон оси вращения Земли к плоскости орбиты и сохранение ориентировки оси в пространстве обусловливают различный угол падения солнечных лучей во времени. Соответственно наблюдаются различия в поступлении тепла на земную поверхность, а также неодинаковая продолжительность дня и ночи в течение года на всех широтах, кроме экватора. Деление терминатором всех параллелей пополам и равенство продолжительности дня и ночи наблюдается только в дни равноденствия - 21 марта (астрономическая весна) и 23 сентября (астрономическая осень).

22 июня земная ось северным концом обращена к Солнцу. В этот день - день летнего солнцестояния - солнечные лучи в полдень отвесно падают на параллель 23,5° с.ш. - так называемый северный тропик. Все параллели севернее экватора до 66,5° с.ш. большую часть суток освещены и на этих широтах день длиннее ночи. Севернее 66,5° с.ш. в день летнего солнцестояния территория полностью освещена Солнцем - там полярный день.

Параллель 66,5° с.ш. является границей, с которой начинается полярный день - это северный полярный круг. В день летнего солнцестояния на всех параллелях южнее экватора до 66,5° ю.ш. день короче ночи. Южнее 66,5° ю.ш. территория не освещена совсем - там полярная ночь. Параллель 66,5° ю.ш. - южный полярный круг. 22 июня считается началом астрономического лета в северном полушарии и астрономической зимы в южном полушарии.

22 декабря - в день зимнего солнцестояния - земная ось южным концом обращена к Солнцу. Солнечные лучи в полдень отвесно падают на параллель 23,5° ю.ш. - южный тропик. На всех параллелях южнее экватора до 66,5° ю.ш. день длиннее ночи. Начиная с южного полярного круга устанавливается полярный день. В этот день на всех параллелях севернее экватора до 66,5° с.ш. день короче ночи.

В результате наклона оси вращения и годового движения Земли на планете наблюдается пять поясов освещенности , которые формируют климатическую и природную зональность.

Жаркий пояс лежит между тропиками (северным и южным) и занимает около 40% земной поверхности.

Умеренные пояса (два) располагаются между тропиками и полярными кругами. Солнце в них никогда не бывает в зените. В течение суток обязательно происходит смена дня и ночи. Летом мы видим «белые ночи» вблизи полярных кругов (с 60 до 66,5°). Общая площадь умеренных поясов - 52% земной поверхности.

Холодные пояса (два) расположены к северу от северного и к югу от южного полярных кругов. Они отличаются наличием полярных дней и ночей, продолжительность которых увеличивается от одних суток на полярных кругах до полугода на полюсах. Их общая площадь - 8% земной поверхности.

С вращением Земли связан эффект Кориолиса , имеющий важное значение в физико-географических процессах. Из курса физики мы знаем, что движение жидкостей и газов над некоторой поверхностью в основном объясняется горизонтальными изменениями давления. Первоначально рассмотрим теорию такого движения в воздушной среде без учета вращения Земли. Очевидно, что элементарный объем воздуха, на который с трех сторон действует давление Р, ас одной стороны (х) - давление Р + Д Р (т.е. несколько большее), должен будет перемещаться в направлении оси X. Поэтому следовало бы ожидать, что ветры будут направлены из района с высоким давлением в районы с низким давлением, так как это направление совпало бы с направлением силы, действующей на воздух.

Что же показывают наблюдения? Метеорологические станции всего мира непрерывно измеряют различные характеристики погоды - атмосферное давление, температуру воздуха, направление и силу ветра, осадки, испарение и т.д. Эти данные передаются в национальные бюро погоды, где их собирают и анализируют, чтобы получить синоптический (одновременный) взгляд на погоду. Затем строят «карты погоды», на которых наблюдаемое распределение атмосферного давления на уровне моря изображается жирными линиями, связывающими точки с равными величинами давления (изобары). Кроме того, отмечаются показания о направлениях и скоростях ветра. На синоптической карте буквой (В) обозначаются области высокого давления воздуха, а буквой (77) - области низкого давления. С областями низкого давления воздуха связаны воздушные вихри, называемые циклонами, а высокого - антициклонами.

Исходя из рассмотренной «чистой» теории можно было бы ожидать, что ветер в нашем опыте будет дуть через изобары: от высокого давления к низкому. Однако анализ наблюдаемых направлений ветра показывает, что это не так. Вместо движения через изобары ветер дует вдоль них: в циклонах - против часовой стрелки, а в антициклонах - по часовой стрелке в северном полушарии, а в южном - наоборот. Таким образом, ветер приблизительно перпендикулярен направлению силы, обусловленной горизонтальными изменениями давления.

На первый взгляд, данные о ветре кажутся нам странными и противоречащими теории. Но теория не является неверной, она лишь несовершенна, так как в своих рассуждениях мы не учитывали вращение Земли. Если бы Земля не вращалась вокруг своей оси, то ветер действительно дул бы из районов высокого давления воздуха в районы его низкого давления.

Вращение Земли играет очень важную роль в формировании геосферных процессов. Под его влиянием возникает сила, отклоняющая движущиеся тела вправо в северном полушарии и влево - в южном. Впервые научное объяснение отклоняющей силе вращения Земли дал французский физик Г. Г. Кориолис в 1835 г. Сила Кориолиса уравновешивает градиент давления. Приближенный баланс между силой Кориолиса и градиентом давления существует нс только в атмосфере, но и в океане.

Ускорение Кориолиса всегда направлено под прямым углом к вектору скорости V (см/с) и у полюсов достигает максимальных значений. Его величина уменьшается пропорционально синусу широты ср до нуля на экваторе: ускорение Кориолиса = 1,5 10 4 х х V ? sin ф (см/с 2).

Ускорение Кориолиса действует подобно неполной преграде между полюсом и экватором. В результате движение воды к полюсу частично задерживается, и для переноса такого же количества тепла, как и в случае отсутствия барьера, требуется большее различие температур. По обе стороны от преграды возникает быстрая циркуляция, но через преграду обмен воды, а следовательно, и тепла будет ослаблен. Аналогичный термический барьер, обусловленный силой Кориолиса, наблюдается и в атмосфере. В океане положение усложняется географическим распределением суши и моря.

Примером влияния вращения Земли на циркуляцию в Мировом океане могут служить сильные западные пограничные течения в северном полушарии - это Куросио в Тихом океане и Гольфстрим в Атлантике. Известно, что западные пограничные течения лучше развиты в северном полушарии, чем их аналоги в южном. Причины этого пока еще не выяснены. Отклоняясь от азиатского и североамериканского побережий вправо почти иод углом в 45°, потоки Куросио и Гольфстрима пересекают океан с запада на восток в районе сороковой параллели. Совместно с изменением плотности воды по горизонтали они приводят к образованию Северо- Тихоокеанского и Северо-Атлантического течений, а также к увеличению температурного различия между экваториальными и полярными водами.

Движения Земли влияют на формирование приливов и отливов в Мировом океане. Связь приливов с фазами Луны отмечалась издавна. Но впервые правильно объяснить это явление удалось И. Ньютону в опубликованных им «Началах» (1687). Дальнейшая разработка теории приливов была проведена Лапласом. Он рассмотрел приливы как крупные волны с периодом от 0,5 до 1 суток. Приливо-отливные волны не что иное, как колебания поверхности Мирового океана относительно его среднего уровня под влиянием притяжения Земли Лупой и Солнцем. Причем приливообразующая сила Луны, из-за ее близости, в 2,17 раза больше приливообразующей силы Солнца. За лунные сутки, которые на 50 мин длиннее солнечных, на Земле наблюдается два прилива и два отлива. Максимальная высота приливной волны в 18 м наблюдается в заливе Фанди между Брансуиком и Новой Шотландией (Канада).

Приливные колебания, вызываемые гравитационными воздействиями Луны и Солнца на вращающуюся Землю, образуют главные полусуточный и суточный лунные приливы с периодами около 12 ч 25 мин и 24 ч 50 мин и главные полусуточный и суточный солнечные приливы с периодами в полсуток и сутки. Взаимодействие указанных сил носит сложный характер вследствие различий в положении Солнца и Луны относительно друг друга и влияния вращения Земли. Однако главное свойство приливо-отливных колебаний заключается в образовании реверсивных течений: при приливе масса воды устремляется к берегу, а при отливе - от берега. При этом прилив менее продолжителен по времени, чем отлив. Соответственно, скорость приливного течения выше скорости отливного течения.

Известно, что в зависимости от сочетания сил лунного и солнечного притяжения величина прилива в течение лунного месяца (28 дней) дважды достигает своего максимального и минимального значений. Кроме того, приливы меняются по сезонам. В периоды полнолуния и новолуния приливы оказываются наибольшими (так называемые сизигийные приливы). Минимальные приливы называются квадратурными , поскольку они наблюдаются во время квадратур, т.е. первой и третьей четвертей фаз Луны. Наибольшая величина приливов в сизигии объясняется тем, что при новолунии и полнолунии Луна и Солнце находятся приблизительно на одной прямой с Землей и векторы нриливообразующих сил складываются, а в квадратурах они действуют под прямым углом друг к другу, вследствие чего во время этих лунных фаз приливы становятся наименьшими. Большие различия в амплитуде приливов на разных участках побережья определяются главным образом формой океанических бассейнов.

Благодаря важности приливов для судоходства их изучением занимались многие светила мировой науки. После Ньютона и Лапласа проблему приливов изучали величайшие математики XVIII в., однако практический вклад в прогноз приливов внес физик лорд Кельвин. В 1870 г. он высказал идею, согласно которой высоту прилива в любом месте можно предсказать, представив различные его составляющие в виде функции от известных движений Солнца и Луны. Для удобства вычислений Кельвин сконструировал первую в мире аналоговую машину. Им были построены таблицы высоты приливов для различных портов мира. Истинная картина распределения высоты приливов у побережья Мирового океана показана на рис. 3.8.


Рис. 3.8.

Наконец, рассмотрим инерционные колебания (воздуха, воды). К ним относятся движения на поверхности уровня в отсутствии внешних сил, в частности, барического градиента и трения, в условиях вращающейся Земли, т.е. при наличии отклоняющей силы вращения Земли. Отклоняющая сила при инерционных движениях уравновешивается центробежной силой. Инерционные движения происходят по криволинейной траектории (в северном полушарии по часовой стрелке, в южном - против). Траектория инерционных движений кругообразна (так называемый круг инерции).

В качестве примера продемонстрируем формирование инерционной циркуляции в южной части Балтийского моря по результатам экспедиционных исследований. Программа наших экспериментов предусматривала многосуточные наблюдения за парой специальных буев, выпускаемых с борта корабля и наблюдаемых с помощью судового локатора. Буи представляли собой собранные на основе ажурной конструкции параллелепипеды со сторонами 1,5 1,0 м, снабженные мачтами с металлическими отражателями наверху и отвесами внизу. Непрерывная регистрация положения буев в пространстве после их одновременного выпуска с корабля позволяла получать траектории движения. В частности, на рис. 3.9

показана одна из таких траекторий, зарегистрированная инструментальными наблюдениями в море. Можно заметить периодические движения по замкнутым эллиптическим орбитам через 14,8 ч.

Полученная величина периода колебаний в указанном районе связывается именно с инерционными волнами.


Рис. 3.9.

Траекгории движения в море двух дискретных индикаторов (1,2) построены по данным эксперимента в Рижском заливе. Цифрами у точек обознается астрономическое время; х, у - декартовы оси координат; ось у направлена на север.

Рассмотренные главные движения Земли - по орбите вокруг Солнца и осевое вращение - формируют смену времен года, климатическую зональность, неравенство дня и ночи, а также создают суточную ритмичность в живой и неживой природе.


Б 1
1). Форма, размеры, движения Земли и их географические следствия.

2). На территории азиатской части России находятся крупнейшие угольные бассейны мира. При этом многие регионы Дальнего Востока нашей страны ежегодно испытывают недостаток топлива в зимнее время . С чем это связано? Каковы пути решения данной проблемы?

3). Определите по климатической карте и объясните различие климата городов Санкт-Петербурга и Якутска.
1. Ещё древнегреческий учёный Аристотель предположил, что Земля, как и все другие планеты, имеет форму шара, однако более точно форму Земли можно назвать - геоид.

Земля - небольшая планета Солнечной системы. По своим размерам она превосходит только Меркурий, Марс и Плутон. Средний радиус Земли составляет 6371 км, при этом экваториальный радиус Земли больше полярного, т.е. Земля «сплющена» у полюсов, что вызвано вращением Земли вокруг своей оси. Полярный радиус Земли равен 6357 км, а экваториальный 6378 км. Длина окружности Земли составляет примерно 40 тыс. км. А площадь поверхности нашей планеты составляет примерно 510 млн. км2.

Земля вращается вокруг Солнца и делает полный оборот за 365 дней 6 часов и 9 минут. «Лишние» часы и минуты образуют дополнительный день 29 февраля, поэтому существует високосный год (год, кратный 4).

Земля также вращается вокруг своей оси, что приводит к суточной смене дня и ночи. Земная ось - воображаемая прямая, проходящая через центр Земли. Ось пересекает поверхность Земли в двух точках: Северном и Южном полюсах.

Земная ось наклонена на 23,5°, что приводит к смене времён года на нашей планете. Когда к Солнцу обращена область вокруг Северного полюса, в Северном полушарии лето, а в Южном - зима. Когда к Солнцу обращена область вокруг Южного полюса - наоборот. 22 июня Солнце стоит в зените над Северным тропиком - это самый длинный день в году в Северном полушарии, 22 декабря -¦ над Южным тропиком - это самый короткий день в Северном полушарии, по самый длинный в Южном. 21 марта и 23 сентября - дни весеннего и осеннего равноденствия - дни когда день равен ночи, а Солнце находится в зените над экватором.

Шарообразность Земли приводит к неравномерному нагреву земной поверхности. Приэкваториальные районы Земли (жарким тепловой пояс), размещающиеся между тропиками, получают максимальное количество солнечного тепла, в то время как полярные (холодные тепловые пояса) – минимальное, что приводит к отрицательным температурам в полярных широтах.


2. В азиатской части России находятся гигантские по запасам угольные бассейны: Тунгусский, Ленский, Канско-Ачинский, Кузнецкий, Таймырский, Зырянский, Амурский и другие. Однако многие регионы Дальнего Востока (например, Камчатский край, Чукотка, Приморье и другие) практически постоянно испытывают нехватку топлива в зимнее время. Это связано с тем, что большинство названных угольных бассейнов расположены в труднодоступных, неосвоенных человеком регионах. К тому же тяжёлые геологические и климатические условия зачастую делают добычу угля нерентабельной. Себестоимость добычи угля во многих регионах Дальнего Востока слишком высока. Поэтому многие районы Дальнего Востока, даже обеспеченные запасами угля, вынуждены завозить другие виды топлива (прежде всего мазут) из других регионов страны .

Для решения топливной проблемы Дальнего Востока следует начать освоение угольных бассейнов, где возможна добыча угля открытым (карьерным) способом, что значительно снизит себестоимость добычи угля. Также возможно развитие нефтяной и газовой промышленности на севере Сахалина и в шельфовой зоне Охотского, Берингова и Чукотского морей, использование ветровой (повсеместно), геотермальной энергии (Камчатка и Курилы) и энергии морских приливов (ведь в заливе Шелихова приливы достигают 14 м!).


3. Города Санкт-Петербург и Якутск находятся примерно на одной широте (60° с. ш. и 63° с. ш. соответственно), оба в умеренном климатическом поясе, однако имеют разные типы климата. Санкт-Петербург находится в области умеренно континентального климата: а Якутск- в области резко континентального климата.

В Санкт-Петербурге выпадает значительно больше осадков (около 800 мм), в то время как в Якутске только около 200 мм.

Зима в Санкт-Петербурге значительно мягче - средняя температура января составляет около -8°С, в Якутске январские температуры опускаются ниже –40°С.

Летние температуры примерно равны: средняя температура июля в обоих городах составляет примерно +18°С. Большему прогреву воздуха в Санкт-Петербурге мешает влияние холодного Балтийского моря, а в Якутске вечная мерзлота и большие затраты солнечной энергии на таяние снега в весенний период.

Такие различия климата объясняются также географическим положением этих городов: Санкт-Петербург - приморский город на западе европейской части России, где особое влияние оказывают воздушные массы, приходящие с Атлантики, а Якутск - внутри-континентальный город, удалённый от океанов и защищенный от влияния Тихого океана горными хребтами Дальнего Востока и Северо-Восточной Сибири. Сюда свободно доходит лишь холодный воздух с Северного Ледовитого океана.


Б 2
1). Методы географических исследований и основные источники географической информации

2). Учёные утверждают, что Антарктида богата полезными ископаемыми, однако природные особенности этого материка затрудняют его освоение. Каковы эти особенности? Как уровень развития науки и техники влияет на возможности использования богатств Антарктиды?

3). Определите по карте факторы, оказавшие влияние на размещение предприятий чёрной металлургии
1. Методы географических исследований - способы получения географической информации. Основными методами географических исследований являются:

1). Картографический метод. Карта, по образному выражению одного из основоположников отечественной экономической географии - Николая Николаевича Баранского - это второй язык географии. Карта - уникальный источник информации! Она дает представление о взаиморасположении объектов, их размерах, о степени распространения того или иного явления и многое другое.

2). Исторический метод. Всё на Земле развивается исторически. Ничего не возникает на пустом месте, поэтому для познания современной географии необходимо знание истории: истории развития Земли, истории человечества.

3). Статистический метод. Невозможно говорить о странах, народах, природных объектах, не используя статистические данные: какова высота или глубина, площадь территории, запасы природных ресурсов, численность населения, демографические показатели, абсолютные и относительные показатели производства и т.д.

4). Экономико-математический. Если есть цифры, то есть и расчёты: расчёты плотности населения, рождаемости, смертности и естественного прироста населения, сальдо миграций, ресурсообес-печенности, ВВП на душу населения и т.д.

5). Метод географического районирования. Выделение физико-географических (природных) и экономических районов - один из методов исследования географической науки.

6). Сравнительно-географический. Всё подлежит сравнению: больше или меньше, выгодно или невыгодно, быстрее или медленнее. Только сравнение позволяет более полно описать и оценить черты сходства и различия тех или иных объектов, а также объяснить причины этих различий.

Вокруг экваториального пояса примерно до 20° северной и южной широты располагается субэкваториальный климатический пояс, характеризующийся жарким воздухом (+24°С) и влажным (от 1000 мм осадков) летом и сухой зимой, что объясняется приходом летом влажных экваториальных воздушных масс, а зимой - сухих тропических воздушных масс.

В районе Северного и Южного тропиков расположены обширные территории, где в течение всего года господствуют тропические воздушные массы. Здесь находится тропический климатический пояс, для которого характерны большие суточные перепады температур, очень жаркое лето (+32°С) и прохладная (+16°С) зима, и очень малое количество осадков в течение года (менее 100 мм).

Крайнее северное и южное побережье Африки занимает субтропический пояс, характеризующийся жарким (до +32°С) и сухим летом и прохладной (+8°С) и влажной (около 500 мм) зимой, что объясняется господством в летний период тропических, а зимой - умеренных воздушных масс.


2. Проблема сохранения лесов в России, несмотря на их огромные размеры и возобновимость, стоит очень остро. Происходит очень большая вырубка леса и изменение видового состава лесов на Европейском Севере, деградация лесов Сибири и Дальнего Востока. Практически прекращены в России лесовосстановительные мероприятия. Нарушается природоохранное законодательство не только в районах промышленной заготовки древесины (Европейский Север, Волго-Вятский район, Урал, Сибирь, Дальний Восток), но и в районах, где лес не имеет промышленного значения, но играет важное санитарное, рекреационное, полезащитное и водоохранное значение - например, в Подмосковье, Центрально-Чернозёмном районе, Поволжье, Северном Кавказе и других регионах России.

Для решения проблемы охраны и сохранения лесных ресурсов страны необходимо проводить комплекс мер по восстановлению лесов, ужесточение мер по отношению к нарушителям природоохранного законодательства.


3. На размещение предприятий химической промышленности оказывают влияние несколько факторов.

1). Сырьевой фактор характерен для размещения предприятий горно химической промышленности (добыча апатитов, фосфоритов, солей и серы), предприятий по производству фосфорных (использующих в качестве сырья фосфориты) и калийных удобрении.

2). Потребительский фактор учитывается при размещении предприятий по производству солей, кислот и щелочен, по производству азотных удобрений, фосфорных удобрений (использующих в качестве сырья апатиты), переработке полимеров и предприятий бытовой химии.

3). Сырьевой, так и потребительский фактор размещения имеют предприятия нефтеперерабатывающей промышленности.

4). Энергетический фактор размещения характерен для производства полимеров.

5). Фактор наукоёмкости учитывается при размещении тонкой химии (фармацевтическая и парфюмерная промышленность).

6). В последнее время всё большее внимание при размещении предприятий химической промышленности уделяется экологическому фактору размещения.
Б 6
1). Общая характеристика рельефа России, причины его разнообразия.

2). Роль водного транспорта в России во все времена была огромной. В каких регионах страны она особенно велика?

3). Определите факторы, оказавшие влияние на размещение предприятий цветной металлургии.
1 Рельеф - совокупность неровностей земной поверхности. Различают две главные формы рельефа: равнины и горы. Равнины - это форма рельефа с небольшими (до 200 м) перепадами относительных высот. Горы - это форма рельефа с большими (более 200 м) перепадами относительных высот. Относительная высота - превышение одной точки земной поверхности над другой, в то время как абсолютная высота - это высота места над уровнем моря.

Большую часть России занимают равнины. Горы расположены преимущественно на юге и востоке нашей страны, что приводит к общему уклону территории России к северу.

На формирование рельефа оказывают влияние внутренние и внешние силы. В первую очередь главные формы рельефа зависят от тектонического строения территории. Для платформенных областей - древних Русской и Сибирской платформ или молодой Западно-Сибирской плиты - характерны равнины: Восточно-Европейская равнина, Среднесибирское плоскогорье и Западно-Сибирская равнина соответственно. На территории древних платформ могут встречаться все виды равнин: низменности, возвышенности и плоскогорья, а на территории молодых платформ преобладают низменности.

Земля совершает множество движений одновременно. В географии принято учитывать и анализировать три из них: орбитальное движение, суточное вращение и движение системы Земля -- Луна.

Наблюдения, которые проводятся в течение многих десятилетий на станциях Международной службы движения полюсов Земли (до 1961 г. именовалась Международной службой широты; была создана в 1899 г.), а также 20-летние измерения с помощью геодезических спутников указывают, что тело планеты, а значит, географическая ось Земли, отклоняется от оси ее вращения (неизменной в пространстве, если не учитывать прецессию и нутацию) со скоростью около 10 см/год, т.е. примерно на 1° в 1 млн лет. Однако оценки истинного смещения в масштабах миллионов лет очень неопределенны. Предполагается, что за эпоху кайнозоя (последние 65 млн лет) этот дрейф составил около 10°, причем последние 10 млн лет его скорость достигает 0.5° в 1 млн лет.

Во Вселенной небесные тела образуют системы различной сложности. Например, планета Земля со спутником Луной образует систему. Она входит в более крупную систему -- Солнечную, образованную Солнцем и движущимися вокруг него небесными телами -- планетами, астероидами, спутниками, кометами. Солнечная система, в свою очередь, является частью Галактики. Галактики образуют еще более сложные системы -- скопления галактик. Самая грандиозная звездная система, состоящая из множества галактик -- Метагалактика -- видимая с помощью приборов часть Вселенной. По современным представлениям, она имеет диаметр около 100 млн световых лет, возраст Вселенной -- 15 млрд лет, в нее входит 10 22 звезд.

Нашу Галактику можно отнести к числу слабовзаимодействующих галактик. Она испытывает гравитационное воздействие со стороны близких спутников -- Большого и Малого Магеллановых Облаков. Влияние нашей Галактики немного сильнее, и постепенно Магеллановы Облака разрушаются. Через несколько миллиардов лет Магеллановы Облака войдут в нашу систему и сольются с ней.

Расстояние от Солнечной системы до центра галактики составляет 23-28 тыс. световых лет. Солнце находится на периферии Галактики, вне спиральных рукавов. Для Земли это обстоятельство очень благоприятно: она расположена в относительно спокойной части Галактики и в течение миллиардов лет не испытывает влияние космических катаклизмов.

Галактический год -- промежуток времени между двумя последовательными прохождениями Солнечной системы через ближайший к центру Галактики участок орбиты -- составляет 200-220 млн лет, то есть близок к продолжительности одного геологического цикла.

Эпохи горообразования - промежутки в истории Земли, характеризующиеся интенсивными тектоническими движениями, в результате которых происходило смятие слоев горных пород в складки, образование разломов в земной коре, формировались горы:

  • - Байкальская (Протерозойская и Палеозойская эры);
  • - Каледонская, Герцинская (Палеозойская эра);
  • - Киммерийская (Мезозойская эра);
  • - Альпийская (Кайнозойская эра).

Горы, возникшие в геологически недавние эпохи горообразования, имеют резко расчлененный рельеф, большую высоту; более древние горы - снижены, разрушены, иногда уничтожены полностью.

Вокруг Солнца Земля движется по орбите, мало отличающейся от круга. Солнце расположено в одном из фокусов эллиптической орбиты Земли, вследствие чего расстояние между Землей и Солнцем в течение года меняется незначительно. За единицу при измерении расстояний в пределах Солнечной системы принимается большая полуось орбиты Земли, равная 149,6 млн. км. Скорость движения Земли на орбите тем выше, чем меньше радиус-вектор (расстояние от Земли до Солнца). В перигелии Земля бывает в начале января, следовательно, ее движение по орбите происходит быстрее, поэтому зимнее полугодие в Северном полушарии короче, чем в Южном.

Под действием притяжения других планет положение плоскости земной орбиты, а также ее форма медленно изменяются на протяжении миллионов лет: наклон эклиптики -- от 0 до 2,9°, а эксцентриситет -- от 0 до 0,067.

Земная ось наклонена по отношению к плоскости орбиты и образует с нею угол, равный 66° 33". В процессе движения ось перемещается поступательно, поэтому на орбите возникают 4 характерные точки. В дни равноденствий радиус-вектор находится в плоскости экватора, а светораздельная линия делит все параллели пополам. Благодаря этому солнечные лучи на экваторе в полдень падают отвесно и на всем земном шаре день равен ночи (на полюсах происходит смена дня и ночи). Различают весеннее и осеннее равноденствия. В дни солнцестояний плоскость экватора наклонена по отношению к солнечному лучу (и радиусу-вектору орбиты) под углом 23° 27". Солнце в этот момент находится в зените над одним из тропиков. Различают летнее и зимнее солнцестояния,

Из-за эллипсоидальности орбиты и наклона земной оси к плоскости в среднем на 23° 30" земная ось совершает движение в теле Земли, описывая конус. В свою очередь это проявляется в периодическом изменении величины угла наклона темной оси к эклиптике в интервале 22°,068-24°,568 (по расчетам Ш. Г. Шараф и Н.А Будниковой); для современной эпохи угол наклона составляет 23° 27" 08" (по определению 1900 г.). По этой же причине линия пересечения плоскости экватора с плоскостью эклиптики, на которой лежат точки равноденствий, перемещается навстречу движению Земли по орбите, благодаря чему тропический год короче сидерического (солнечного). Тропическим годом называют отрезок времени в сутках между двумя последовательными прохождениями Земли через точку весеннего равноденствия на орбите (или между двумя последовательными весенними равноденствиями). Период времени, за который земная ось описывает полный конус, называется прецессионным ритмом (25 735 тропических лет). Вследствие прецессии происходит смещение точки весеннего равноденствия навстречу орбитальному движению Солнца - так называемое предварение равноденствия (примерно на 20 мин в год). Наряду с прецессионным ритмом (26 тыс. лет) еще, по крайней мере, два ритма (41 и 200 тыс. лет) обусловлены взаимодействием Земли с Луной и Солнцем.

Поскольку от наклона плоскости экватора к эклиптике зависит контрастность в поступлении солнечного тепла на разные широты (чем больше угол, тем контрастность меньше), а также выраженность сезонов года (чем больше угол, тем выраженность сезонов выше), прецессия и другие возмущения движения Земли обусловливают периодические изменения режима поступления солнечной радиации на каждой широте.

В палеогеографии это используют для объяснения ритмических изменений климата, с которыми, в частности, связаны ледниковые эпохи (названия даны по альпийской шкале оледенений): гюнц (I-590, II-565), миндель (I-476, II-435), рисс (I-230, II-187), вюрм (I-115, II-72, III-25 тыс лет назад).

Суточное вращение Земли происходит вокруг оси, которая в силу гироскопического эффекта стремится сохранять постоянное положение в пространстве. Вращение Земли осуществляется равномерно. Отрезок времени между последовательными прохождениями плоскости меридиана данной точки через центр Солнца называют солнечными сутками. Земля вращается против часовой стрелки, если смотреть с Северного полюса.

При этом угловая скорость вращения, т. е. угол, на который поворачивается любая точка на поверхности Земли, одинакова и составляет 15° в час. Линейная скорость зависит от широты: на экваторе она наибольшая -- 464 м/с, а географические полюса неподвижны.

Физическим доказательством осевого вращения Земли являются также измерения дуги 1° меридиана, которые доказывают сжатие Земли у полюсов, а оно свойственно лишь вращающимся телам. Также характерно отклонение падающих тел от отвесной линии на всех широтах, кроме полюсов. Причина этого отклонения обусловлена сохранением ими по инерции большей линейной скорости на высоте по сравнению с земной поверхностью. Падая, предметы отклоняются к востоку потому, что Земля вращается с запада на восток. Величина отклонения максимальна на экваторе. На полюсах тела подают вертикально, не отклоняясь от направления земной оси.

Географическими следствиями суточного вращения Земли являются:

1. Смена дня и ночи, т. е. изменение в течение суток положения Солнца относительно плоскости горизонта данной точки. С этим изменением связаны суточный ритм солнечной радиации, интенсивность которой зависит от угла наклона земной оси, ритмы нагревания и охлаждения, местной циркуляции воздуха, жизнедеятельности живых организмов.

Смена дня и ночи создает суточную ритмичность в живой и неживой природе. Суточный ритм связан со световыми и температурными условиями. Общеизвестен суточный ход температуры, дневной и ночной бризы и т. д. Очень ярко проявляется суточный ритм в живой природе. Известно, что фотосинтез возможен лишь днем (при наличии солнечного света), что многие растения раскрывают свои цветки в разные часы. Животных по времени проявления активности можно подразделить на ночных и дневных: большинство из них бодрствует днем, но многие (совы, летучие мыши, ночные бабочки) -- во мраке ночи. Жизнь человека тоже протекает в суточном ритме.

  • 2. Ось вращения, полюсы и экватор являются основой географической системы координат. Экватор служит плоскостью симметрии, относительно которой размещаются пояса освещения, меняются величина солнечной радиации и другие важные параметры. От полушария (Северного и Южного) зависит направление силы Кориолиса, а от широты -- ее величина; полюсы не участвуют в суточном вращении.
  • 3. Деформация фигуры Земли - сплюснутость с полюсов (полярное сжатие), связанная с возрастанием центробежной силы от полюсов к экватору. Сжатие нашей планеты у полюсов - результат ее осевого вращения. Раньше, когда Земля вращалась с большей скоростью, полярное сжатие было значительнее. Уменьшение экваториального радиуса и увеличение полярного сопровождалось тектоническими деформациями земной коры (разломы, складки) и перестройкой макрорельефа Земли.
  • 4. Существование силы Кориолиса (геострофической или поворотной). Сила Кориолиса действует только на движущиеся тела, пропорциональна их массе и скорости движения и зависит от широты, на которой расположена точка. Чем больше угловая скорость, тем больше сила Кориолиса (т. е. с удлинением суток за счет действия приливного трения сила Кориолиса уменьшается). Последний фактор важен только в вековом аспекте, для небольших отрезков времени угловая скорость принимается постоянной.

Рис.2.2

Осевое вращение Земли вызывает отклонение тел, движущихся горизонтально (ветров, рек, морских течений и др.) от их первоначальных направлений: в северном полушарии -- направо, в южном-- влево. По закону инерции каждое движущееся тело стремится сохранить неизменными направление и скорость своего движения в пространстве. Отклонение -- результат того, что тело участвует как в поступательном, так и во вращательном (с запада на восток) движениях. На экваторе, где меридианы параллельны друг другу, направление их в мировом пространстве при вращении не меняется и отклонение равно нулю. К полюсам отклонение нарастает и становится у полюсов наибольшим, поскольку там каждый меридиан за сутки изменяет направление своего движения на 360°.Сила Кориолиса вычисляется по формуле:

где F -- сила Кориолиса,

m -- масса движущегося тела,

щ -- угловая скорость вращения Земли,

v -- скорость движущегося тела,

ц -- географическая широта.

Проявление силы Кориолиса в природных процессах весьма многообразно. Именно из-за нее в атмосфере возникают вихри разного масштаба, в том числе циклоны и антициклоны, отклоняются от градиентного направления ветры и морские течения, оказывая влияние на климат и через него на природную зональность и региональность, с нею связана асимметрия крупных речных долин. По Закону Бэра - Бабине -- согласно которому реки, текущие на равнинах Северного полушария, подмывают правые берега, и на южном -- левые, обусловливая асимметрию склонов долин. В основе лежит закон Кориолиса, согласно которому всякое тело, движущееся горизонтально у поверхности Земли, независимо от направления движения отклоняется в Северном полушарии вправо, в Южном -- влево, вследствие вращения Земли с запада на восток.