CATEGORII DOCUMENTE |
Astronomie | Biofizica | Biologie | Botanica | Carti | Chimie | Copii |
Educatie civica | Fabule ghicitori | Fizica | Gramatica | Joc | Literatura romana | Logica |
Matematica | Poezii | Psihologie psihiatrie | Sociologie |
DOCUMENTE SIMILARE |
|||||
|
|||||
Miscarile Pamantului
Planeta Pamant efectueaza simultan mai multe miscari, unele majore, la nivel de proportii mari cum sunt:
- miscarea alaturi de Soare in deplasarea acestuia catre apex, adica miscarea de revolutie (translatie) pe o orbita in jurul centrului galactic efectuata de Soare, antrenand intregul sau sistem planetar catre un punct fix, numit apex solar din constelatia Hercule;
- miscarea de rotatie a intregii galaxii in jurul propriului ei ax central;
- antrenarea Pamantului in miscarea de revolutie in spatiul a grupului de galaxii din care face parte si Calea Lactee.
Miscarile proprii Pamantului :
- miscarea de rotatie in jurul axei sale;
- miscarea de revolutie (translatie) in jurul Soarelui, pe o orbita usor eliptica.
1.Miscarea de rotatie a Pamantului
Este miscarea pe care o realizeaza Pamantul in jurul axei polilor de la vest la est in timp de 23 ore 56 minute 4,09 secunde (fig. 21).
Viteza de deplasare a diferitelor puncte situate pe acelasi meridian este diferita in timpul rotatiei: de 465 m/s la ecuator, scazand treptat cu latitudinea pana la poli unde este nula sau "0" m/s.
Miscarea de rotatie a Pamantului a fost dovedita prin observatii si experiente cum sunt:
- miscarea de rotatie a celorlalte planete din sistemul solar; Pamantul ca planeta nu poate face exceptie de la aceasta;
- corpurile in cadere de la o inaltime sufera o deviere fata de aceasta (sau verticala locului);
- miscarea aparenta a Soarelui si a intregii bolti ceresti care este o simpla iluzie optica asa cum ni se intampla privind dintr-un tren in plina viteza, ni se pare ca stalpii si alte obiecte statice de-a lungul caii ferate alearga si trenul sta pe loc. Insasi legea gravitatiei universale nu admite posibilitatea rotirii unui corp mai mare (in cazul nostru, Soarele) in jurul altuia mai mic (Pamantul);
- experienta lui Foucault. Leon Foucault, fizician francez, pentru a pune in evidenta rotatia planetei a instalat in 1851, sub cupola Pantheonului din Paris, un cablu lung de 67 m de care era legata o bila metalica in greutate de 28 Kg. La partea inferioara a bilei a fost fixat un ac prin care, la fiecare oscilatie se trasa o usoara urma pe stratul de nisip asezat pe podea. Foucault a observat ca darele lasate pe nisip, se deplasau in timp spre dreapta. Intrucat pendulul nu-si schimba planul de oscilatie, insemna ca acea cladire se rotea treptat de la vest la est. Sensul de rotire al Terrei este invers celui de deplasare aparenta a Soarelui, a Lunii si a stelelor pe bolta.
Viteza de rotatie, definita ca viteza cu care un punct de pe suprafata terestra se deplaseaza pe o orbita circulara in virtutea miscarii de rotatie a planetei, este diferita in latitudine si se calculeaza impartind lungimea paralelei geografice de la latitudinea respectiva la valoarea de 24 (perioada medie de rotatie). La Ecuator, unde circumferinta este de circa 40.000 Km, viteza unui obiect de pe suprafata planetara este de cca 1700 Km/h (465 m/s), in lungul paralelei de 60 scade la 850 Km/h (sau 236 m/s), iar la poli devine "0" m/s sau nula.
Consecintele miscarii de rotatie
a) Aparitia fortei centrifuge a carei valoare maxima este la ecuator si scade spre polii geografici. In schimb, la poli atractia gravitationala este maxima iar forta centrifuga este nula.
b) Turtirea Pamantului la poli si bombarea la ecuator, datorita rotatiei, inclusiv a fortei centrifuge formate. Aceasta determina forma generala a Pamantului de elipsoid de rotatie care se repercuteaza nu numai asupra invelisurilor concentrice din interiorul planetei ci, si asupra turtirii invelisului extern gazos - atmosfera.
Turtirea la poli si bombarea la ecuator, atrag dupa sine alte consecinte:
- inegalitatea lungimii arcelor de 1 ale meridianelor;
- obiectele situate la poli sunt mai apropiate de centrul Pamantului (deci mai grele), decat cele de la ecuator;
- acceleratia gravitationala este mai scazuta la ecuator si creste spre poli (ceea ce influenteaza diferenta de greutate a corpurilor).
c) Succesiunea zilelor si a noptilor, fenomen foarte important reflectandu-se in procesele climatice, biologice si ale activitatii omenesti. Miscarea de rotatie impune ritmul vietii pe Pamant influentand modul de desfasurare a tuturor proceselor si fenomenelor ce au loc in cuprinsul invelisului geografic. Ca urmare a miscarii de rotatie, respectiv, a succesiunii zilelor si noptilor (fig. 18), are loc o alternare a insolatiei diurne cu iradiatia nocturna, ceea ce influenteaza regimul temperaturii aerului la nivelul solului, apei (cresteri, diurne si scaderi nocturne), ale presiunii atmosferice, in dinamica proceselor de alterare, dezagregare, ciclul biotic etc.
d) Aparitia fortei de inertie Coriolis care actioneaza asupra obiectelor in miscare de pe suprafata terestra determinandu-le o deviere spre dreapta in emisfera nordica si spre stanga in emisfera sudica (fig. 19).
Ea apare datorita diferentei de viteza cu care se deplaseaza diferitele obiecte la ecuator (unde viteza este mai mare) si scade treptat spre poli unde viteza miscarii de rotatie este nula. Din aceasta cauza valoarea fortei Coriolis determina :
- tendinta de abatere a cursurilor raurilor spre malul drept in emisfera nordica si spre cel stang in emisfera sudica;
- dirijeaza directia de deplasare a principalilor curenti oceanici;
- dirijeaza circulatia maselor de aer intre centrii de maxima si minima presiune, mai concret, alizeele bat din directie nord-estica in emisfera nordica (abatere spre dreapta) si din directie sud-estica, in emisfera sudica (abatere spre stanga).
Mai in detaliu: daca un corp in emisfera nordica se deplaseaza de la nord la sud, inseamna ca pleaca de la o latitudine unde viteza miscarii rotationale lineare este mai mica si ajunge la o latitudine cu viteza mai mare. In acest caz, datorita inertiei, tinde sa-si pastreze viteza liniara initiala, corpul ramanand in urma fata de meridianul punctului de plecare, deci se va produce o deviere a corpului spre dreapta, adica spre vest.
Daca miscarea unui corp se efectueaza de la sud la nord, adica dintr-o latitudine cu viteza mai mare a miscarii de rotatie spre o latitudine cu viteza mai mica, acel corp o va lua inaintea meridianului punctului de plecare si devierea se va produce tot spre dreapta, adica spre est.
Fig. 19 Directia deplasarii aerului sub efectul fortei Coriolis
Fig. 18 Miscarea de rotatie si formarea zilelor si noptilor
e) Miscarea de rotatie determina unitatea de masura a timpului.
Rotirea pamantului in jurul axei polare, de la vest spre est, se efectueaza in 23 h 56' 4,09'. Acest interval de timp in care se face o rotire de 360 a Terrei in raport cu o stea fixa, se numeste zi siderala.
Ziua siderala nu este practica pentru viata cotidiana, deoarece intreaga activitate omeneasca se desfasoara in ritmul determinat de miscarea aparenta a Soarelui. De aceea s-a ajuns la stabilirea zilei solare, care este mai lunga decat cea siderala cu 4 minute. Perioada de 24 de ore care corespunde trecerii de doua ori consecutiv a Soarelui deasupra unui meridian dat, reprezinta ziua solara reala sau adevarata. Insa durata acesteia este inegala pe parcursul unui an, deoarece viteza de deplasare a Pamantului pe orbita difera, fiind mai mare spre periheliu (in jurul datei de 3 ianuarie) si mai redusa spre afeliu (4 iulie). De aceea, a fost adoptata ziua solara mijlocie, care corespunde unei durate medii a rotatiei complete a planetei in raport cu Soarele, de 24 de ore. Ziua solara mijlocie incepe propriu-zis odata cu trecere Soarelui deasupra meridianului locului. Pentru a elimina acest inconvenient, care determina existenta pe perioada de lumina a doua date calendaristice, in anul 1925 s-a trecut la folosirea zilei civile care incepe la miezul noptii.
Orice punct de pe suprafata Pamantului care trece prin dreptul Soarelui, ajunge din nou in aceeasi pozitie dupa 24 de ore. Asadar, orice punct de pe suprafata Globului realizeaza o rotatie completa in 24 de ore descriind un cerc de 360 . Se poate calcula astfel, ca orice punct parcurge intr-o ora 15 de meridian, impartind pe 360 - rotatia completa la timpul de 24 de ore in care s-a efectuat.
Soarele se situeaza doar o singura data in punctul maxim pe bolta, cand razele sale cad, in functie de latitudine, sub cel mai mare unghi posibil. Acest moment coincide cu trecerea sa pe la meridianul locului cand va fi ora 1200 sau "miezul zilei"; concomitent, pe antemeridian din emisfera opusa sau emisfera de noapte se inregistreaza "miezul noptii", numit si meridianul miezului noptii. De aici rezulta ca fiecare punct de pe Glob are o ora proprie, numita ora locului dar care nu se utilizeaza in practica deoarece s-ar crea neajunsuri in activitatea umana. Se ia in calcul timpul de ora parcurs de trecerea aparenta a Soarelui pe cele 15 de meridian care apar sub forma de fasii longitudinale numite si fuse orare (fig. 20).
In fiecare fus
orar exista o singura ora corespunzatoare meridianului sau central. Suprafata
Globului este impartita in 24 de fuse orare numerotate de la un meridian de
origine spre est, care este meridianul
Pe plan international, la Conferinta de la Washington, din 1884, s-a convenit ca suprafata de teritoriu cuprinsa intre meridiane distantate intr-un fus orar de 15 sa aiba aceeasi ora numita ora oficiala stabilindu-se unificarea orei pe Glob.
Diferenta intre doua fuse orare este de o ora; asadar, spre est, cu fiecare fus orar se adauga cate o ora iar spre vest se scade cate o ora.
Europa se extinde pe trei fuse orare:
- fusul "0" sau al Europei de Vest;
- fusul 1 al Europei Centrale;
- fusul 2 al Europei de Est in care intra si teritoriul tarii noastre.
Daca urmarim
pe o harta a lumii, sau pe Glob, pe care s-au trasat meridianele de 15
(marcand fusele orare) si am numara aceste meridiane spre est incepand de la
Greenwich, se constata ca meridianul de 180 este al 12-lea, timpul
acestui meridian fiind, implicit, cu 12 ore in avans. Numarand in mod similar
spre vest de la meridianul de
In momentul in
care meridianul
Numai in acest moment pe intreaga suprafata
a Globului este aceeasi zi calendaristica. In toate celelalte momente, pe
partea asiatica (vestica) a meridianului de 180 se inregistreaza o zi in
avans fata de jumatatea estica sau
Totodata s-a convenit ca linia internationala de schimbare a datei sa fie deviata local, atat spre est cat si spre vest, pentru a putea permite unor grupuri de insule (Fiji, Tonga etc.), si extremitatii siberiene (Peninsula Ciukotsk), sa mentina aceeasi zi calendaristica.
De retinut ca
statele cu extindere teritoriala mare in longitudine, ca de exemplu, R. F.
Rusia, S.U.A.,
Timpul de prelungire a zilei sau ora de vara
Timpul sau ora de vara se adopta in sezonul de vara cand rasaritul Soarelui se realizeaza timpuriu. Pentru folosirea eficienta a intervalului de lumina s-a trecut la avansarea ceasului cu o ora in raport cu cea normala, ca de exemplu, ora 7 va deveni ora 8.
Fig. 20 Harta fuselor orare
Fig. 21 Linia internationala de schimbare a datei
2. Miscarea de revolutie a Terrei
Independent de miscarea de rotatie, Pamantul mai executa si o miscare in jurul Soarelui, numita miscare de revolutie sau de translatie, care se realizeaza in 365 de zile 6 ore 9 minute si 11 secunde de-a lungul unei orbite de forma unei elipse si corespunde timpului necesar trecerii Pamantului prin acelasi punct in raport cu o anumita pozitie a unei stele.
Nicolaus Copernicus (1473-1543) a demonstrat valabilitatea ipotezei heliocentrice, prin care a aratat ca miscarile astrilor pe bolta cereasca sunt aparente, fiind rezultatul miscarii Pamantului pe orbita sa in jurul Soarelui. Ulterior teoria sa a fost definitiv demonstrata de J. Kepler (1571-1630) care a descoperit legile mecanicii ceresti la care se supune si planeta Pamant, fiind completat de Isaac Newton (1643-1727), prin descoperirea legii gravitatiei universale si de Herschel (1738-1822) care a demonstrat miscarea de ansamblu a sistemului solar.
Pamantul descrie in jurul Soarelui un drum numit orbita in forma de elipsa numita si ecliptica sau o orbita usor eliptica, iar Soarele se afla intr-unul din focarele ei, conform legilor lui Kepler. Revolutia se desfasoara simultan cu miscarea de rotatie. Pamantul, in miscarea sa de revolutie nu parcurge spatii egale in timpuri egale, adica nu este uniforma, avand o viteza medie de deplasare pe orbita de 29,79 Km/s. Pe tot parcursul revolutiei sale, axa de rotatie a Terrei (axa polilor) ramane paralela cu ea insasi pastrandu-si directia si executand in spatiu o miscare de translatie, motiv pentru care deplasarea planetei in jurul Soarelui se mai numeste si miscare de translatie.
Insa, fata de planul eclipticii sau planul orbital, axa de rotatie a planetei pastreaza o inclinare considerata fixa, de 66 33', sau altfel spus, planul Ecuatorului face cu planul eclipticii un unghi de 23 27'.
Orbita Pamantului are o lungime de aproximativ 920 milioane km in cadrul careia diametrul maxim al elipsei se numeste axa mare iar diametrul minim, perpendicular pe axa mare, reprezinta axa mica.
Din cauza acestei elipticitati, distanta dintre planeta si Soare variaza cu 2,4 milioane Km in plus sau in minus fata de valoarea medie de cca 150 mil. Km.
Distanta este minima in jurul datei de 1-3 ianuarie, imediat dupa solstitiul de iarna, cand Pamantul se afla la periheliu (sau punctul cel mai apropiat de Soare) la aproximativ 147,1 milioane Km. Distanta maxima fata de Soare este de 152,1 milioane Km si este atinsa intre 1 si 3 iulie, imediat dupa solstitiul de vara, cand Terra se afla la afeliu.
Aceste variatii ale distantei pe orbita provoaca modificari ale cantitatii de energie solara primita de Pamant, dar ele nu constituie cauza formarii anotimpurilor de vara si de iarna. Faptul este evident, deoarece periheliul ar trebui sa primeasca cea mai mare cantitate de caldura, dar acesta, cade in epoca cea mai rece a anului pe emisfera nordica iar anotimpurile opuse exista simultan pe cele doua emisfere;
Sezonalitatea climatica a Terrei este generata de inclinarea axei polilor fata de planul eclipticii. Din cauza miscarii de rotatie, a formei sferice si a inclinarii axei sale, Pamantul, in deplasarea in jurul Soarelui, expune succesiv parti inegale astrului, mai mult, cand emisfera nordica, cand pe cea sudica. Aceste pozitii diferentiate individualizeaza anotimpurile.
Variabilitatea in raport de latitudine si de anotimp a zilelor si noptilor precum si variatiile ciclice ale elementelor orbitei: solstitii, echinoctii, periheliul si afeliul, la randul lor pot conduce la modificari climatice pe perioade lungi de timp.
Analiza celor patru momente principale ale solstitiilor si echinoctiilor care marcheaza anotimpurile se prezinta astfel (fig. 22):
- La solstitiul de iarna in data de 22 decembrie, pozitia Pamantului fata de Soare arata ca razele solare cad perpendicular pe Tropicul Capricornului sau tropicul de sud; emisfera sudica este mai mult luminata decat cea nordica iar Polul Sud va fi iluminat total. Tot in emisfera sudica ziua creste ca durata de la Ecuator (unde este egala cu noaptea), spre Cercul Polar de Sud, dincolo de care este de 24 de ore. Este vara in emisfera sudica si iarna in cea nordica. Intre Polul Sud si Cercul Polar de Sud (paralela de 66 33') Soarele nu apune timp de 24 de ore.
- La solstitiul de vara in data de 22 iunie, razele Soarelui cad perpendicular pe Tropicul Racului (Tropicul de Nord), luminand si incalzind mai mult emisfera nordica si mai putin pe cea sudica, dar pana la Cercul Polar de Sud. Ca urmare, durata zilei creste de la Ecuator spre Cercul Polar de N., dincolo de care este de 24 de ore.
Fig. 22 a. Iluminarea Pamantului la echinoctii si solstitii
b. Deplasarea pe orbita a Pamantului si anotimpurile
In emisfera sudica durata noptii va creste incepand de la Ecuator spre Cercul Polar de Sud, dincolo de care este de 24 de ore. Intre Polul Nord si paralela de 66 33' Soarele nu apune timp de 24 de ore.
La 22 iunie este vara in emisfera nordica si iarna in cea sudica.
Astfel, la cele doua solstitii, tropicele reprezinta punctele extreme ale Globului pe care razele Soarelui pot cadea la un moment dat vertical si tangente pe cercurile polare corespondente. Cu alte cuvinte, la 22 decembrie cand este noaptea polara in emisfera nordica, linia care separa partea luminata de cea intunecata (umbrita) este Cercul Polar de Nord si invers in emisfera sudica unde este ziua polara sudica, linia care separa partea luminata de cea intunecata este marcata de Cercul Polar de Sud.
- Echinoctiul de primavara la 21 martie, cand razele solare cad perpendicular pe Ecuator. Ambele emisfere primesc aceeasi cantitate de lumina si caldura iar ziua si noaptea devin egale. La Polul Nord incepe ziua polara, care va dura 6 luni si anotimpul primavara.
- Echinoctiul de toamna la 23 septembrie, Pamantul ajunge in pozitie opusa celei de la echinoctiul de primavara, razele solare cazand perpendicular tot pe Ecuator, dar incepe toamna pentru emisfera nordica si primavara pentru emisfera sudica. La Polul Nord incepe noaptea polara pentru alte 6 luni.
In momentele echinoctiilor sau de doua ori pe an, razele solare ajung perpendicular pe ecuator si tangente la poli, momente in care, cercul care separa emisfera luminata de cea umbrita trece prin cei doi poli, iar ziua este egala cu noaptea pe toata suprafata Pamantului.
Cele doua solstitii si doua echinoctii permit impartirea anului in patru anotimpuri la latitudini medii astfel:
- primavara intre datele de 21 martie si 22 iunie;
- vara intre 22 iunie si 23 septembrie;
- toamna intre 23 septembrie si 22 decembrie;
- iarna intre 22 decembrie si 21 martie.
Durata fiecarui anotimp este in medie de 3 luni, dar lungimea lor difera in functie de departarea la care se afla Pamantului de Soare si de viteza miscarii lui de revolutie.
Aplicatii si consecinte ale miscarii de revolutie a Pamantului
a. Delimitarea a cinci zone de caldura pe suprafata Pamantului. Miscarea de revolutie combinata cu pozitia de inclinare a axei terestre cu planul orbitei si unghiul sub care cad razele Soarelui pe suprafata terestra, ne da posibilitatea trasarii unor linii principale pe Glob: cele doua tropice - Tropicul Racului si Tropicul Capricornului, la 23 30' fata de Ecuator si cercurile polare - Cercul Polar de Nord si Cercul Polar de Sud, la 66 33' fata de polii respectivi.
Cu ajutorul acestor linii s-au putut delimita pe suprafata Pamantului cele cinci zone de caldura:
- 1 zona calda sau intertropicala;
- 2 zone temperate;
- 2 zone reci sau polare.
Cantitatea de energie distribuita in aceste zone de temperatura sta la baza individualizarii zonelor climatice terestre precum si la repartitia altor elemente fizico geografice (soluri, vietuitoare etc).
b. Determinarea unitatii de masura a timpului care este anul, adica intervalul de timp al unei revolutii complete. Aceasta perioada de timp poate fi masurata diferit, in functie de reperul luat in aprecierea unei revolutii complete a Terrei.
Anul tropic reprezinta intervalul de timp dintre doua treceri consecutive ale Soarelui prin punctul vernal mediu sau dintre doua echinoctii de primavara, adica de 365 zile, 5 ore, 48 minute, 46 secunde.
Anul gregorian (anul calendaristic) introdus in timpul papei Grigore al XIII-lea, se bazeaza pe anul tropic avand o durata medie de 365,2425 zile si se foloseste din anul 1582 in tarile catolice, din 1918 in Rusia si din 1924 in Romania.
In activitatea practica s-a convenit astfel sa se ia ca unitate de masura a timpului anul civil sau calendaristic alcatuit din cifra rotunda de 365 zile. Pentru a se elimina nepotrivirea dintre anul tropic si anul civil, se adauga anului civil, din patru in patru ani, o zi in plus la luna februarie care va avea 29 zile iar anul va fi de 366 zile, numit si an bisect. Norma dupa care se realizeaza o concordanta cat mai apropiata intre anul civil si cel tropic este cunoscuta sub denumirea de calendar. Impartirea anului in luni este foarte veche, ea fiind legata de fazele Lunii - satelitul natural al Pamantului; impartirea lunii in trei decade este semnalata la chinezi, egipteni si greci. Impartirea lunii in patru saptamani care coincid cu cele patru faze principale ale Lunii (din miscarea ei in jurul Pamantului), era practicata numai de evrei. De la saptamana ebraica s-a ajuns la saptamana de 7 zile ce se practica si astazi.
c. Inegalitatea duratei zilelor si noptilor in cursul unui an calendaristic
Este conditionata de inclinarea axei de rotatie fata de orbita si de unghiul de incidenta al razelor solare pe suprafata terestra determinate si ele de aceeasi inclinare in cele patru momente caracteristice - echinoctiile si solstitiile.
La echinoctii, cand razele Soarelui cad perpendicular pe Ecuator, cercul (linia) care limiteaza partea luminata de cea umbrita trece exact prin poli, de unde, egalitatea dintre durata zilei si a noptii pe tot Globul.
La solstitiul de vara (22 iunie), razele Soarelui cad perpendicular pe Tropicul Racului iar in suprafata luminata intra mai mult emisfera nordica avand, astfel, zilele mai lungi ca noptile; de la Cercul Polar de N pana la Polul Nord ziua dureaza 24 ore iar la Polul Sud este noaptea polara de 24 de ore.
Inegalitatea dintre zi si noapte creste de la ecuator spre poli.
Solstitiul de iarna (22 decembrie) reprezinta situatia inversa a solstitiului de vara. Acum, capatul dinspre Polul Sud al axei terestre este mai expus spre Soare, emisfera sudica avand conditii de iluminare sporita deci zilele vor creste incepand de la Ecuator spre Polul Sud unde va fi cea mai lunga zi de 24 ore. In emisfera nordica gradul de iluminare va scade incepand de la ecuator spre Polul Nord unde se va instala noaptea polara.
d. Incalzirea inegala a suprafetei Pamantului se datoreaza faptului ca razele solare au unghiuri de incidenta diferite pe suprafata Pamantului in cursul unui an. Intre ecuator si cele doua tropice, razele cad perpendicular sau au inclinari foarte mici, iar cantitatea de caldura primita de la Soare este mai mare; intre tropice si cercurile polare, razele solare au unghiuri de incidenta mai mici de unde si cantitatea de caldura mai redusa in comparatie cu zona centrala.
Intre cercurile polare si poli, razele solare nu ajung decat jumatate din an: vara din emisfera nordica si tot vara din emisfera sudica.
e. Formarea si alternanta anotimpurilor
Datorita incalzirii si iluminarii inegale a suprafetei Pamantului in cursul unui an, se diferentiaza mai distinct cele 4 anotimpuri la latitudini medii in cele doua emisfere.
Intre cercurile polare si poli, in raport de ziua si respectiv noaptea polara, apar doua sezoane: unul rece de iarna si altul, ceva mai cald (mai mult racoros) de vara. Intre tropice si Ecuator se mentine tot anul un anotimp calduros.
Politica de confidentialitate | Termeni si conditii de utilizare |
Vizualizari: 10068
Importanta:
Termeni si conditii de utilizare | Contact
© SCRIGROUP 2024 . All rights reserved