2.4 Рух Землі навколо Сонця

Обертаючись навколо своєї осі, Земля разом з тим рухається навколо Сонця із швидкістю близько З0 км/с. При такій великій швидкості вона здійснює повний оберт навколо Сонця протягом 365 діб 5 годин 48 хвилин 46 секунд, проходячи за цей час 937 млн. км. Шлях, по якому Земля обертається навколо Сонця, називають орбітою. Орбіта являє собою замкнену - криву, яка має форму еліпса (овалу).

Земна вісь нахилена до площин й орбіти під кутом 66°30'. Під час руху Земля зберігає кут нахилу осі до площини орбіти, внаслідок чого на північну й південну півкулі одночасно припадає неоднакова кількість світла і тепла. В результаті відбувається зміна пір року.

Якщо б земна вісь не мала нахилу, тобто була б перпендикулярна до площини орбіти, то кут нахилу сонячного проміння протягом року в будь-якій точці не змінювався б, день дорівнював би ночі повсюдно, кожна паралель діставала б однакову кількість тепла від Сонця протягом року. Не було б зміни пір року, нагрівання Землі сонячним промінням поступово зменшувалось би від екватора до полюсів, у кожній місцевості протягом року температура не змінювалася б.

В дійсності ж екватор Землі нахилений до орбіти під кутом 23°27'.

Рисунок 2.4 Кут нахилу Землі

Тому сонячне проміння протягом року по-різному освітлює північну і південну півкулі. На Землі відбуваються сезонні зміни в природі. Пори року в північній і південній півкулях настають у різні календарні строки.

Використовуючи прилад телурій, можна продемонструвати зміну пір року. Поставимо прилад у положення 22 червня, найдовшого дня в північній півкулі — дня літнього сонцестояння. У цей час північна півкуля нахилена до Сонця. При такому положенні Землі північна півкуля найбільше освітлена, сонячне проміння приносить сюди більше тепла: в північній півкулі — літо, в південній півкулі — зима.

Земля продовжує рухатися по орбіті; минають липень, серпень, вересень. 23 вересня лінія, яка відокремлює освітлену півкулю від неосвітленої, проходить через полюси. В цей момент на всій Землі день дорівнює ночі. Це день осіннього рівнодення.

23 вересня в північній півкулі починається астрономічна осінь, в південній — весна.

Продовжуючи свій шлях по орбіті, Земля дедалі більше повертається до Сонця своєю південною півкулею. Минають жовтень, листопад, грудень. 22 грудня — день зимового сонцестояння. У північній півкулі це найкоротший день, тут починається астрономічна зима. Сонячне проміння мало приносить тепла. Сонце низько над лінією горизонту. У південній півкулі в цей час починається астрономічне літо.

Минають січень, лютий, березень. 21 березня знову умовна лінія, яка відокремлює освітлену півкулю від неосвітленої, проходить через полюси. День скрізь дорівнює ночі — це день весняного рівнодення. У північній півкулі починається астрономічна веcна, а в південній — осінь.

Рисунок 2.5 Обертання Землі навколо Сонця

Нахил земної осі до площини орбіти визначає тривалість дня і ночі. Тривалість дня залежить від широти місця. У північній півкулі на північ від Північного полярного кола до полюса тривалість полярного дня збільшується до 6 місяців. На південь від полярного кола в напрямі до екватора тривалість дня зменшується, а на екваторі вона становить протягом усього року 12 годин.

Взимку спостерігається зовсім інше. За полярним колом збільшується тривалість полярної ночі на полюсі до 6 місяців, на південь від полярного кола ніч зменшується до 12 годин на екваторі. У південній півкулі за Південним полярним колом найбільша тривалість дня (на полюсі — до 6 місяців).

Таким чином, завдяки руху Землі навколо Сонця і незмінному нахилу земної осі до площини орбіти відбувається зміна пір року і зміна тривалості дня і ночі. Тільки на екваторі протягом усього року день дорівнює ночі.

21 березня і 23 вересня Сонце знаходиться в зеніті над екватором. Сонячне проміння опівдні падає прямовисно над екватором, на північ і південь кут падіння його зменшується, тіньова лінія проходить через полюси, тому на всіх широтах день дорівнює ночі.

22 червня опівдні Сонце стоїть у зеніті на паралелі 23° 27' пн. ш. Цю паралель називають Північним тропіком. Над поверхнею на північ під 66°33' пн. ш. 22 червня Сонце не заходить за горизонт, тобто день становить 24 години. Цю паралель називають Північним полярним колом. Поверхня на південь від 66° 33' пд. ш. зовсім не освітлюється Сонцем — там полярна ніч. Цю паралель називають Південним полярним колом. 22 грудня Сонце опівдні знаходиться в зеніті над паралеллю 23° 27' пд. ш., яку називають Південним тропіком. У цей час на північ від Північного полярного кола буває полярна ніч, а на південь від Південного полярного кола— полярний день.

Сонце буває в зеніті двічі на рік над екватором і по одному разу на рік над Північним і Південним тропіками.