Общая характеристика земли

Место планеты Земля в иерархической организации Вселенной: Вселенная  Метагалактика  наша Галактика (галактика Млечного пути)  Солнечная система  Земля.

Наша Галактика объединяет более 150 млрд. звезд и более 100 млн. туманностей имеет спиральную форму, симметричную относительно главной галактической плоскости, диаметр которой составляет около 30 000 парсек (1 п = 3,26 световых года).

Солнечная система расположена на расстоянии около 10 000 парсек от центра Галактики (на 2/3 радиуса Галактики), в 25 п к северу от галактической плоскости. Ближайшая к Солнцу звезда - Проксима Центавра находится на расстоянии 1,31 п. Солнце – средняя по размерам звезда в Галактике - движется, как и другие Звезды, вокруг ее центра, совершая полный оборот примерно за 230 млн. лет (галактический год). Размеры Солнечной системы по сравнению с расстояниями между звездами очень малы (до орбиты Плутона от Солнца 5905 млн. км) (рис.1).

Положение Земли в пространстве и ее физические свойства

Земля, третья по счету от Солнца планета, представляет собой одну из девяти планет Солнечной системы. Земля, как и остальные планеты, обращается вокруг Солнца по эллиптической орбите. Одновременно она вращается вокруг собственной оси, которая постоянно наклонена по отношению к плоскости орбиты на 66,5.

Основные физические свойства Земли — форма, размеры, масса, плотность, давление и температура.

Форма и размеры. По форме Земля представляет собой шар, сплющенный у полюсов (сфероид вращения). Длина экваториального радиуса этого шара составляет 6378 км, вертикального — 6357 км, длина окружности Земли по экватору — 40076 км. Истинная геометрическая форма Земли была названа геоидом. Площадь Земли –510,2 млн. км2.

Масса Земли составляет 5,98  1024 кг.

Плотность поверхностных слоев земного шара равна 2,7-3,0 г/см2. С глубиной плотность увеличивается и в центре Земли приближается к 11,3 г/см2. Средняя плотность Земли — 5,52 г/см2.

Давление увеличивается с нарастанием плотности и с каждым километром возрастает на 27,5 МПа. В центре Земли оно составляет 300 тыс. МПа.

Температура различна в поверхностных и глубинных слоях. Температура поверхности Земли определяется притоком энергии Солнца и зависит от географической широты местности и времени года. Верхняя часть земной коры прогревается на незначительную глубину, ниже которой располагается пояс постоянной температуры, равной среднегодовой температуре данной местности. Ниже этого пояса температура повышается. Расстояние по вертикали, на котором происходит повышение температуры на 1С, называется геотермической ступенью. Средняя ее величина равна 33 м. На больших глубинах геотермическая ступень не наблюдается. Температура центра Земли составляет 2000-3000С.

Земля создает ряд геофизических полей: гравитационное, магнитное, электрическое и тепловое.

Возникновение и существование на Земле географической оболочки и жизни обусловлены формой и размерами нашей планеты, а также расстоянием ее от Солнца.

71% поверхности Земли занимает Мировой океан и только 29% - суша. Суша распределена среди Мирового океана неравномерно. В северном полушарии она занимает 39% общей площади, а в южном – 19%. В южном полушарии, в отличии от северного, в умеренных широтах (50-60) почти нет суши, зато в полярной области находится материк – Антарктида. В Океане находится огромное количество островов, 18 из которых имеют площадь более 100 тыс. км². Самый большой остров – Гренландия (2176 км²) в 4,5 раза меньше самого маленького материка – Австралии.

Движения Земли

Земля вращается вокруг Солнца по эллиптической орбите. Одновременно она вращается вокруг собственной оси.

Вращения Земли вокруг оси

Земля вращается вокруг оси с запада на восток. Главным физическим доказательством этого служит опыт с качающимся маятником Фуко.

Вращения Земли вокруг оси имеет определенные географические следствия:

0. Сжатие Земли у полюсов. Раньше, когда Земля вращалась с большей скоростью, полярное сжатие было значительнее.

1. Отклонение тел, движущихся горизонтально (ветров, морских течений и т.д.) от их первоначального движения (ускорение Кориолиса). В северном полушарии тела отклоняются вправо, в южном – влево.

2. Смена дня и ночи. Это явление лежит в основе суточного периодизма в живой и неживой природе. Суточный ритм обусловлен изменение световых и температурных условий.

Вращения Земли вокруг Солнца

Путь Земли вокруг Солнца называется орбитой. Орбита Земли имеет форму эллипса, в одном из фокусов которого находится Солнце. Поэтому расстояние от Земли до Солнца изменяется в течение года от 147 млн. км – в перигелии (в январе) до 152 млн. км – в афелии (в июле). Земля движется по орбите с запада на восток со средней скоростью около 30 км/с и проходит весь путь за год – 365 сут 6ч 9 мин 9 с.

Ось вращения Земли наклонена к плоскости орбиты под углом 66,50 и перемещается в пространстве параллельно самой себе в течение года. Это приводит к важнейшим географическим следствиям – смене времен года и неравенству дня и ночи.

Наклон земной оси к плоскости орбиты и сохранение ее ориентировки в пространстве обуславливает различный угол падения солнечных лучей и соответственно различия в поступлении тепла на земную поверхность, а также неодинаковую продолжительность дня и ночи в течение года на всех широтах, кроме экватора.

День летнего солнцестояния (22 июня). В этот день земная ось северным концом обращена к Солнцу, солнечные лучи в полдень отвесно падают на 23,5° параллель северной широты — северный тропик. Все параллели севернее экватора до 66,5° с.ш. большую часть суток освещены, 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 этот же день на всех параллелях южнее экватора до 66,5° ю.ш. день короче ночи. Южнее 66,5° ю.ш. территория на освещена совсем — там полярная ночь. Параллель 66,5° ю.ш. — южный полярный круг. 22 июня — начало астрономического лета в северном полушарии и астрономической зимы — в южном полушарии.

День зимнего солнцестояния (22 декабря). В этот день земная ось южным концом обращена к Солнцу, солнечные лучи в полдень отвесно падают на 23,5° параллель южной широты — 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. За северным полярным кругом — полярная ночь. 22 декабря — начало астрономического лета в южном полушарии, астрономической зимы — в северном полушарии.

День весеннего равноденствия (21 марта) и день осеннего равноденствия (23 сентября). В эти дни терминатор проходит через оба полюса Земли и делит все параллели пополам. Северное и южное полушария в эти дни освещены одинаково, день всюду на Земле равен ночи. Солнечные лучи в полдень в зените над экватором, полушария получают одинаковое количество тепла. На Земле 21 марта и 23 сентября — начало астрономической весны и осени в соответствующих полушариях.

Смена времен года лежит в основе сезонного периодизма в живой и неживой природе. Сезонный ритм обусловлен изменением температуры, влажности воздуха, продолжительности освещенности в течение суток и т.д.

Земля имеет пять поясов освещения. Они ограничены друг от друга тропиками и полярными кругами. Пояса освещения отличаются высотой полуденного стояния Солнца над горизонтом, продолжительностью дня и соответственно количеством тепла, поступающим на земную поверхность.

Жаркий пояс ограничен северным и южным тропиками. В его пределах Солнце два раза в году бывает в зените, на тропиках — по одному разу в год, в дни солнцестояний (и этим они отличаются от всех остальных параллелей). На экваторе день всегда равен ночи, на других широтах этого пояса продолжительность их мало отличается. Жаркий пояс занимает около 40 % земной поверхности.

Умеренные пояса (их два) располагаются: один между северным тропиком и северным полярным кругом, другой между южным тропиком и южным полярным кругом. Солнце в них никогда не бывает в зените. В течение суток обязательно происходит смена дня и ночи, причем продолжительность их зависит от широты и времени года. Близ полярных кругов (с 60 до 66,5°) летом наблюдаются светлые, так называемые белые ночи с сумеречным освещением за счет слияния вечерней и утренней зари, так как Солнце ненадолго и неглубоко уходит под горизонт. Общая площадь умеренных поясов составляет 52 % земной поверхности.

Холодные пояса (их тоже два) располагаются: один к северу от северного полярного круга, другой к югу от южного полярного круга. Они отличаются наличием полярных дней и ночей, продолжительность которых увеличивается от одних суток — на полярных кругах (и этим они отличаются от всех остальных параллелей) до полугода — на полюсах. Их общая площадь 8 % земной поверхности.

Пояса освещения — основа климатической зональности и природной зональности вообще.