§ 7. Які рухи здійснює планета Земля

ГЕОЇД. Земля — не ідеальна куля, вона сплюснута біля полюсів і розширена до екватора. Таке геометричне тіло називають сфероїдом, або еліпсоїдом обертання. Але істинна (фізична) форма Землі більш складна через неоднорідність будови надр. Ця форма є геоїдом («землеподібний»). Геоїд — це фігура, поверхня якої в усіх точках перпендикулярна напрямку сили тяжіння. Поверхня геоїда збігається з рівнем Світового океану (мал. 32, таблиця 3).

Мал. 32. Форма та розміри Землі

Таблиця 3. Розміри земного еліпсоїда

Екваторіальний радіус (велика піввісь)

Полярний радіус (мала піввісь)

Різниця між екваторіальним і полярним радіусами

ПОКАЗНИКИ РУХУ ЗЕМЛІ НАВКОЛО СВОЄЇ ОСІ. ДОБОВА РИТМІКА В ГЕОГРАФІЧНІЙ ОБОЛОНЦІ. Люди, спостерігаючи за Сонцем, помітили, що через певний час повторюється схід і захід Сонця. Проміжок часу між двома сходами (або заходами) називають добою. Земля здійснює повний оберт навколо своєї осі із заходу на схід за 24 години, тобто за добу (мал. 33). Кутова швидкість обертання всіх точок Землі при цьому однакова (15° за год). Лінійна швидкість обертання точок залежить від тієї відстані, яку вони мають пройти за період 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. Довжина паралелей зменшується від екватора до полюсів, відповідно зменшується й лінійна швидкість обертання точок на цих паралелях. Лінійна швидкість обертання всіх точок на одній паралелі однакова, а на одному меридіані вона зменшується від екватора до полюсів. Географічним наслідком добового обертання Землі є зміна дня і ночі.

Дізнайтеся більше

Завдяки екваторіальному розширенню земного еліпсоїда найвіддаленішою від центра Землі точкою є не найвища відносно рівня Світового океану гора Джомолунгма, а вулкан Чімборасо, розташований в Еквадорі поблизу екватора.

Мал. 33. Схема добового руху

ОСНОВНІ ВИДИ ЧАСУ. ВИЗНАЧЕННЯ МІСЦЕВОГО ТА ПОЯСНОГО ЧАСУ, ПЕРЕХІД ВІД МІСЦЕВОГО ЧАСУ ДО ПОЯСНОГО. Місцевий час — це час меридіана даного місця, який визначається положенням Сонця. Він зумовлений розташуванням місцевості на певній географічній довготі. Місцевий час різниться в усяких двох пунктах, довготи яких не однакові. Тому місцевий час залежить не від географічної широти, а від географічної довготи.

• Чи зручно користуватися місцевим часом у межах однієї держави?

Для зручності відліку часу всю поверхню Землі розділили по меридіанах на 24 годинні пояси. Час кожного годинного поясу відрізняється від наступного на 1 год. Нумерація поясів від 0 до 23 ведеться із заходу на схід від Гринвіцького меридіана. Місцевий середній поясний час Гринвіцького меридіана прийнято за всесвітній.

Дізнайтеся більше

У Києві, Гельсінкі, Стамбулі, Єрусалимі один час, хоча всі ці міста розташовані в різних країнах.

У всіх пунктах, розташованих у межах одного поясу, в даний момент — той самий час. Поясний час — це час певного годинного поясу Землі.

Протяжність території України із заходу на схід становить 22°. Уся країна має один час — другий годинний, або східноєвропейський, пояс (нульовий пояс має назву західноєвропейський, а перший — середньоєвропейський).

Годинні пояси і в інших країнах не завжди проходять по лініях меридіанів, їхні межі проходять по державних кордонах або адміністративних межах. Такий поділ є зручним для організації життєдіяльності жителів країни. (Поясніть чому.)

Для розмежування місць, які в один і той самий момент часу мають календарні дати, що різняться на одну добу, на поверхні земної кулі проведено умовну лінію зміни дат. Вона проходить по найменш населеній території — 180°-му меридіану.

Під час плавання із заходу на схід через кожні 15° довготи (один часовий відрізок) годинник переводять на одну годину вперед. Якщо судно здійснить кругосвітнє плавання, то по судновому часу набігає одна «зайва» доба. Під час плавання зі сходу на захід, навпаки, через кожні 15° довготи годинник переводять на одну годину назад, і за період кругосвітнього плавання одна доба «зникає». Якщо корабель пливе із заходу на схід, то під час перетину 180°-го меридіана одна й та сама дата повторюється двічі. Під час перетину цього ж меридіана зі сходу на захід одна доба пропускається.

Цілісний світ

На Північному й Південному полюсах усі меридіани сходяться в точку, їх не можна віднести до жодного годинного поясу. Тому прийнято вважати, що там діє всесвітній час (за Гринвічем). Однак на американській антарктичній станції Амундсен-Скотт діє час Нової Зеландії, тому що саме звідти здійснюють авіарейси на цю станцію.

ПОЯСИ ОСВІТЛЕНОСТІ НА ЗЕМЛІ. Унаслідок нахилу осі обертання Землі до площини орбіти й обумовлені цим відмінності в освітленості її поверхні Сонцем, на нашій планеті утворилося п’ять поясів освітленості, які обмежені тропіками та полярними колами. Вони відрізняються тривалістю дня і тепловими умовами.

Жаркий пояс лежить між тропіками, по обидва боки від екватора, він займає майже 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 розміщені між тропіками й полярними колами. Сонце в них ніколи не буває в зеніті. Упродовж доби обов’язково відбувається зміна дня і ночі. Їхня тривалість залежить від широти й пори року. Помірні пояси займають 52 % земної поверхні.

Два холодні пояси — на північ від Північного полярного кола й на південь від Південного полярного кола мають полярні дні та ночі. Ці пояси займають 8 % земної поверхні.

Пояси освітленості становлять основу кліматичної зональності Землі й природної зональності загалом. (Поясніть чому.)

СИЛА КОРІОЛІСА. Наша планета обертається навколо своєї осі, і всі тіла, які переміщаються по її поверхні, відчувають вплив цього обертання. Під час руху тіла прагнуть зберегти швидкість і напрямок, але на них діє відхиляюча сила, що виникає внаслідок обертання Землі. Тому в Північній півкулі всі рухомі тіла незалежно від напрямку руху відхиляються праворуч, а в Південній — ліворуч. Відхиляюча сила названа іменем французького фізика Г. Коріоліса. На екваторі вона дорівнює нулю, а до полюсів зростає. На людину, яка йде зі швидкістю приблизно 5 км/год, також діє сила Коріоліса (мал. 34). У цьому випадку людина не помічає її незначного прояву. Проте на великі маси води в річках або повітряні потоки ця сила впливає істотно. У Північній півкулі річки більше розмивають правий берег, у Південній — лівий. Тому космодроми будують максимально близько до екватора.

Дізнайтеся більше

На дні Чорного моря виявили єдину в Світовому океані підводну річку, яка має пороги та справжні водоспади, класичні річкові береги й заплаву. Єдиною істотною відмінністю цього водного потоку від земних річок є те, що під час різкого обвалення в порожнині вода закручується по спіралі не праворуч за годинниковою стрілкою, як диктує сила Коріоліса в Північній півкулі, де розташоване Чорне море, а навпаки — проти годинникової стрілки.

Мал. 34. Дія сили Коріоліса

ЗМІНЮВАНІСТЬ ВИСОТИ СОНЦЯ НАД ГОРИЗОНТОМ І ТРИВАЛОСТІ СВІТЛОВОГО ДНЯ. Сонце є одним з найважливіших чинників утворення клімату. Залежно від того, як змінюється висота сонця над горизонтом конкретної ділянки земної поверхні, змінюються тут кліматичні умови та пори року. Наприклад, на Крайній Півночі промені сонця падають під невеликим кутом, ковзаючи по поверхні землі й не нагріваючи її. Під дією цього чинника клімат тут украй суворий (вічна мерзлота, холодні зими з крижаними вітрами й снігами). Що більша висота сонця над горизонтом, то тепліший клімат. Наприклад, на екваторі він надзвичайно спекотний. Сезонні коливання клімату також у районі екватора майже не відчуваються, у цих районах «вічне літо».

• Для яких поясів характерними є явища «Сонце в зеніті» та «Полярні день і ніч»?

За кілька днів до й після дати кожного сонцестояння денне світило не змінює свого положення. Лише через два-три дні після закінчення найтемніших діб світлий проміжок починає потроху збільшуватися. Спочатку цей процес відбувається майже непомітно. Надалі світлішає швидше, що пояснюється переміщенням Землі щодо Сонця на орбіті (мал. 35).

Мал. 35. Тривалість дня в різних широтах 22 червня

Збільшення тривалості світлового дня в Північній півкулі починається з 24-25 грудня і триває до дати літнього сонцестояння. Цей день по черзі настає в один із трьох: з 20 по 22 червня. Збільшення тривалості світлового дня позитивно впливає на стан здоров’я людей.

• Поміркуйте, як тривалість світлового дня впливає на флору і фауну.

Зимовим сонцестоянням є момент досягнення сонцем найменшої кутової висоти над рівнем горизонту. Після нього протягом кількох днів Сонце починає свій схід на декілька хвилин пізніше. Зростання тривалості світлового дня спостерігається вечорами й відбувається за рахунок більш пізнього смеркання.

ОРБІТАЛЬНИЙ РУХ ЗЕМЛІ: ОСНОВНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ, ГЕОГРАФІЧНІ НАСЛІДКИ. ПРИЧИНИ ЗМІНИ ПІР РОКУ. Швидкість руху планет навколо Сонця залежить передусім від положення їхніх орбіт. Земля — третя планета (за розміщенням від Сонця) Сонячної системи. Вона здійснює один оберт навколо Сонця за 365 днів 6 годин і 9 секунд. Для зручності вважають, що в році 365 днів. Але кожні чотири роки набігає додатково 24 год, тому в такому році буває 366 днів. Цей рік називають високосним, а один день додають у лютому.

Дізнайтеся більше

День у середньому довший за ніч. Це пояснюється тим, що моментами сходу та заходу вважають появу з-за горизонту і зникнення за ним краю Сонця, а не його центра.

Шлях Землі навколо Сонця називається земною орбітою, і він має форму еліпса (мал. 36). Середня відстань від Землі до Сонця — 149,6 млн км.

Мал. 36. Річний рух Землі навколо Сонця

Вісь обертання Землі нахилена до площини земної орбіти під кутом 66,5°. Через обертання Землі навколо Сонця й постійний нахил земної осі на нашій планеті змінюються пори року та існують пояси освітленості.

ЗМІНА ПІР РОКУ В ПІВНІЧНІЙ І ПІВДЕННІЙ ПІВКУЛЯХ. Улітку Північна півкуля повернена до Сонця, а взимку — навпаки. 23 вересня і 21 березня — дні осіннього й весняного рівнодення, коли Сонце однаково освітлює обидві півкулі Землі. Цього дня і в Північній, і в Південній півкулях день дорівнює ночі. 22 грудня — день зимового сонцестояння, найкоротший день і найдовша ніч у Північній півкулі. Земля повернена до Сонця своєю Південною півкулею, тому там — літо, а в нас — зима.

У Північній півкулі Землі настає літо, коли Північний полюс Землі освітлюється Сонцем, а Південний полюс планети розташовується в її тіні. При цьому в Південній півкулі настає зима. Коли в Північній півкулі весна, то в Південній — осінь. Коли в Північній півкулі осінь, в Південній — весна. Пори року в Південній і Північній півкулях завжди протилежні.

Приблизно 21 березня і 23 вересня в усьому світі день і ніч тривають 12 годин. Ці дні називаються днями весняного й осіннього рівнодення. Влітку тривалість світлової доби більша, ніж взимку. Отже, Північна півкуля Землі протягом весни і літа з 21 березня до 23 вересня отримує значно більше тепла, ніж восени і взимку з 23 вересня до 21 березня.

ЗАПАМ’ЯТАЙТЕ: стисло про головне

• Земля має форму геоїда. Вона здійснює два типи обертів: навколо своєї осі (зміна дня і ночі) та навколо Сонця (зміна пір року).
• Регулярна зміна пір року — наслідок руху Землі навколо Сонця і нахилу осі обертання Землі до площини орбіти.
• Сила Коріоліса — відхиляюча сила, яка виникає внаслідок обертання Землі навколо своєї осі.
• Розрізняють місцевий і поясний час. Україна розташована у другому годинному поясі; поясний час у державі називають київським.

Знаю і вмію обґрунтувати

• 1. Поясніть, що є наслідком обертання Землі навколо своєї осі.
• 2. Скільки діб триває полярний день на широті Північного полярного кола?
• 3. Коли настає полярна ніч на широті Південного полярного кола?
• 4. «Ніч здавалася нескінченно довгою. Нарешті, настав світанок. Сонце сходило на Заході». Тут розповідається про перехід карфагенян через екватор з Північної півкулі в Південну. Знайдіть допущену автором помилку. Чому ночі на екваторі європейцям здаються дуже довгими?
• 5. Зазвичай вважають, що вздовж будь-якого меридіана, від полюса до полюса, встановлено один і той самий час доби, а під час руху по меридіану немає потреби переводити стрілки годинника. Чи так це насправді?
• 6. Якщо деякий рік почався з понеділка, то яким днем тижня він закінчився?
• 7. Яка найдовша ніч у році? Як сонцестояння й рівнодення впливають на життя на Землі?

Працюю з картою

У якому з позначених буквами пунктів на фрагменті карти Північної півкулі (мал. 37) Сонце буде перебувати найвище над горизонтом об 11.00 год часу Гринвіцького меридіана? Відповідь обґрунтуйте.

Мал. 37. Карта Північної півкулі (фрагмент)

Шукаю в Інтернеті

З’ясуйте, хто запропонував поясний час і чому Гринвіцький час є всесвітнім (універсальним).

Генерую ідеї

«Головна особливість [Північного] полюса та, що це єдина точка Північної півкулі, що залишається нерухомою в той час, як всі інші обертаються із шаленою швидкістю», — казав один з героїв повісті Жюля Верна «Подорож капітана Гаттераса». Чи все в цьому вислові правильно?

Дослідження

Орієнтовні теми (на вибір учня/учениці)

• 1. Моделювання природних явищ на Землі в дні рівнодення та сонцестояння.
• 2. Прояви сили Коріоліса на річках своєї місцевості.

Якої глибини має бути колодязь?

Копання колодязя — завжди трохи пригода: від правильності розвідки місцевості та розрахунків, акуратності роботи фахівців безпосередньо залежать і кількість, і якість одержуваної води. Не останню роль в успіху відіграє правильний вибір глибини споруди. Як дізнатися, наскільки глибоко потрібно рити колодязь, підкаже «УкрХімАналіз».

Чому глибина колодязя — один із першорядних чинників

Широко поширена думка, що скрізь під землею можна знайти воду, цього разу — досконала істина. Щоправда, необхідно враховувати, що водоносні шари перебувають на різній відстані від поверхні та можуть бути захищені кам’яними породами — а отже, перш ніж копати колодязь, важливо визначити, якою має бути глибина; від цього обставини залежать:

Колодязь, виритий на потрібній глибині (і з дотриманням інших технологічних вимог), буде:

• Протягом усього терміну експлуатації давати чисту воду.
• Служити довго, не «витікаючи» вниз і не «завалюючись» землею.

Зазначимо, що найточніший розрахунок не обіцяє безпечності води — у ній можна переконатися тільки за допомогою професійного лабораторного аналізу. «УкрХімАналіз» виконає дослідження води — і надасть найдокладніший звіт, що закриває всі питання про можливість користуватися колодязем.

Чим визначається глибина риття колодязя

Вирішити, наскільки глибоко потрібно копати колодязь, можна беручи до уваги такі показники:

1. Гідрогеологія ділянки. Перший і найважливіший фактор: не має сенсу рити колодязь, що не дістає до водоносного шару.
2. Чистота води у виявлених пластах. Джерело можна знайти і на глибині 3-4 метри — але користуватися такою водою, з урахуванням загального рівня забруднення довкілля, ви зможете в кращому разі для поливу городу.
3. Технічні можливості. Зі зрозумілих причин неможливо вирити колодязь, який повинен іти вглиб на 20 метрів, не володіючи відповідним обладнанням. У такому разі логічніше або вибрати інше місце, або залучити до робіт краще оснащеного підрядника.
4. Призначення колодязя. Як ми згадували вище, колодязь, виритий на глибину до 5 метрів, придатний тільки для отримання технічної води. Для напування худоби і прання підійде глибина колодязя від 10 метрів, а для отримання води, що умовно підходить для вживання в їжу, — від 15 метрів.
5. Передбачувана наповненість колодязя. З поверхневих шарів неможливо отримати багато води — неглибокий колодязь, найімовірніше, швидко обміліє, не виправдавши витрат. Що глибше розташоване джерело, то під більшим тиском буде виходити назовні вода — і, отже, то більше (і довше) буде наповнений колодязь.
6. Тип колодязя. Споруди трубчастого типу допускають потрапляння води всередину виключно з дна — стінки повністю ізольовані пластиковими або бетонними кільцями. Рити такі колодязі можна як до першого потрапляння у водоносний шар, так і на глибину, порівнянну з аналогічним показником артезіанської свердловини. Колодязі шахтного типу пускають всередину воду як з дна, так і через нижні ділянки стінок. Середня глибина таких споруд — 8-10 метрів; облаштування глибших споруд можливе, але надмірно трудомістке.

Остаточний вибір глибини колодязя залежить виключно від пролягання водоносного шару: на нього не вплинуть ні запити замовника, ні компетенція виконавця. Те саме стосується і якості води: дізнатися, наскільки вона придатна до вживання, заздалегідь неможливо.

Чи чиста вода в колодязі?

Лабораторія «УкрХімАналіз» виконує дослідження проб води з колодязів, артезіанських свердловин, а також із водопроводу. Ми використовуємо під час аналізу високоточне обладнання, сучасні реактиви — і надаємо клієнтам повністю достовірні звіти. Послуги лабораторії доступні в Київській, Полтавській, Львівській та інших областях України. Ми допоможемо дізнатися, чи відповідає вода з вашого колодязя санітарним нормам!

У Вас є питання або Вам потрібна консультація?