Ruch obiegowy Ziemi - Polski Serwis Naukowy

szkic ruchu obiegowego Ziemi widzianego z perspektywy północnej sfery niebieskiej; skrajna prawa pozycja w chwili przesilenia zimowego

Ruch obiegowy Ziemi – ruch Ziemi wokół Słońca po orbicie o kształcie elipsy w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara (z punktu widzenia obserwatora patrzącego na północną półkulę). Prędkość liniowa jest zmienna i w zależności od położenia wynosi od 29,291 km/s do 30,287 km/s. Ziemia obiega Słońce w ciągu jednego roku czyli: 365 dni 5 godzin 48 minut 46 sekund. 2 stycznia znajduje się najbliżej Słońca w punkcie zwanym peryhelium w odległości około 147 mln km. W aphelium, które przypada na 3 lipca, odległość Ziemi od Słońca jest największa i wynosi ok. 152 mln km. Często uwzględniana w prostych obliczeniach średnia odległość od Słońca wynosi ok. 149,6 mln km. W ciągu roku Ziemia przebywa drogę 939886400 km (ok. 940 mln km), co po przeliczeniu daje średnią prędkość Ziemi na orbicie równą 107210 km/h (ok. 29,76 km/s). Oś ziemska jest nachylona do ekliptyki pod kątem 66°33' i ulega powolnym zmianom, jednak są one tak niewielkie, iż położenie Ziemi określa się jako stabilne. Pochylenie to powoduje nierównomierne oświetlenie Ziemi w ciągu roku, a co za tym idzie, wydzielenie stref oświetlenia Ziemi.

Przesilenie letnie — moment maksymalnego wychylenia osi obrotu Ziemi w kierunku Słońca, gdy biegun północny jest bliżej Słońca niż południowy. Zachodzi około 22 czerwca. Dzień przesilenia jest najdłuższym dniem w roku, w którym cień padający w południe jest najkrótszy w roku (dotyczy tylko obszarów półkuli północnej na północ od zwrotnika Raka). Noc jest wówczas najkrótsza.

Pory roku – okresy klimatyczne, będące następstwem ruchu obiegowego Ziemi wokół Słońca i nachylenia osi ziemskiej do płaszczyzny orbity tego ruchu. Ruch obiegowy Ziemi przy stałym nachyleniu osi obrotu sprawia, że warunki oświetlenia Ziemi zmieniają się w rytmie rocznym, co pociąga za sobą zmiany klimatyczne oraz wpływa na wegetację roślin i tryb życia zwierząt. Nauka o wpływie pór roku na świat roślin i zwierząt to fenologia.

Jednym ze skutków ruchu Ziemi wokół Słońca jest sezonowa zmiana wyglądu nocnego nieba. W jej wyniku momenty wschodu i zachodu gwiazd każdego dnia następują wcześniej o 3 minuty i 56 sekund, co powoduje, że gwiazdozbiory okołorównikowe, obserwowane o tej samej porze doby przemieszczają się ku zachodniej części nieba, a po pewnym czasie z powrotem są dostępne obserwacjom tuż przed wschodem Słońca.

Sfera niebieska (firmament, sklepienie niebieskie) - abstrakcyjna sfera o nieokreślonym promieniu otaczająca obserwatora znajdującego się na Ziemi, utożsamiana z widzianym przez niego niebem. Dawniej wierzono, że sfera niebieska jest rzeczywistą kopułą, dziś wiadomo, że jest to tylko złudzenie optyczne, a sformułowanie to jest używane jedynie w zwrotach językowych, jak np.:

Noc polarna - występujące w strefach polarnych zjawisko, kiedy Słońce przebywa pod horyzontem ponad 24 h (Może trwać nawet 6 miesięcy). Kilka warunków przyczynia się do tego, iż noc polarna nie jest tak ciemna jak mogłoby się wydawać. Jak długo Słońce nie jest zbyt nisko pod horyzontem, jego promienie nadal trafiają do wyższych warstw atmosfery, gdzie są rozpraszane i odbijane w kierunku powierzchni ziemi. Powoduje to powstawanie zjawiska zmierzchu. Okres zmierzchu dzielony jest zwykle na trzy przedziały, wg pozycji słońca poniżej horyzontu:

Charakterystyczne położenia Ziemi względem Słońca:

21 marca i 23 września – dzień równonocny wiosennej i jesiennej – promienie słoneczne padają pionowo na równik. Promienie słoneczne tylko w te dni oświetlają jednakowo półkulę północną i południową, a w ciągu doby oświetlają całą planetę podczas jej obrotu wokół osi. Dzień i noc na całej kuli trwają po 12 godzin.

22 czerwca – dzień przesilenia letniego – promienie słoneczne padają pionowo na zwrotnik Raka. Lepiej oświetlona jest półkula północna, na której dzień jest dłuższy od nocy. Za kołem podbiegunowym północnym panuje dzień polarny, a południowym noc polarna.

22 grudnia – dzień przesilenia zimowego – promienie słoneczne padają pionowo na zwrotnik Koziorożca. Lepiej oświetlona jest półkula południowa, na której dzień jest dłuższy od nocy. Za kołem podbiegunowym południowym panuje dzień polarny, a północnym noc polarna.

Następstwa ruchu obiegowego Ziemi:

Rok – odstęp czasu między dwoma jednakowymi położeniami Ziemi w jej ruchu po orbicie wokół Słońca. Analogicznie można mówić o roku marsjańskim lub wenusjańskim – jest to odstęp czasu między dwoma położeniami planety w jej ruchu po orbicie wokół macierzystej gwiazdy.

Księżyc (, nieco więcej niż 1/4 średnicy Ziemi. Oznacza to, że objętość Księżyca wynosi około 1/50 objętości kuli ziemskiej. Przyspieszenie grawitacyjne na jego powierzchni jest blisko 6 razy słabsze, niż na Ziemi. Księżyc wykonuje pełny obieg wokół Ziemi w ciągu 27,3 dnia (tzw. miesiąc syderyczny), a okresowe zmiany w geometrii układu Ziemia-Księżyc-Słońce powodują występowanie powtarzających się w cyklu 29,5-dniowym (tzw. miesiąc synodyczny) faz Księżyca.

wynikające ze zmiany położenia w ciągu roku

obserwowany ruch wsteczny planet i innych ciał Układu Słonecznego,

obserwacje paralaksy i aberracji światła gwiazd.

występowanie i zmiany aktywności rojów meteorów,

rachuba czasu – kalendarz słoneczny,

wynikające z ruchu obiegowego i nachylenia osi obrotu:

występowanie pór roku,

zmienna długość dnia i nocy,

zmienna pora wschodu i zachodu Słońca,

zmienny azymut punktów wschodu i zachodu Słońca,

zmiana maksymalnej wysokości Słońca nad widnokręgiem w południe,

zjawisko dnia i nocy polarnej,

różne strefy oświetlenia kuli ziemskiej,

występowanie stref klimatycznych,

Na ruch Ziemi względem Słońca w mniejszym stopniu ma wpływ przyciąganie Księżyca, a w nieznacznym stopniu przyciąganie pozostałych planet i mniejszych ciał Układu Słonecznego. Wpływ ciał niebieskich spoza Układu Słonecznego (tj. innych gwiazd naszej Galaktyki) jest pomijalny, choć w skali czasu istnienia Słońca, Ziemi i całego Układu także i ten wpływ powinien być brany pod uwagę.

Górowanie zwane także kulminacją górną. Sytuacja, w której w wyniku obrotu sfery niebieskiej dane ciało osiąga największą wysokość. Górowania odbywają się zawsze na południku niebieskim. Ze względu na położenie ciała względem zenitu górowania dzielimy na południowe i północne. Wysokość danego ciała niebieskiego podczas kulminacji zależy bezpośrednio od jego deklinacji (δ) oraz szerokości geograficznej miejsca obserwacji (φ):

Zachód (symbol W, od ang. west) – jedna z czterech głównych stron świata. Odnosi się do punktu horyzontu, w którym Słońce zachodzi w dniu równonocy.

Przypisy

↑ Kliment Ondrejka: Rekordy Ziemi. Racibórz: Oficyna Wydawnicza R.A.F., 1992, s. 15. ISBN 8071030643.