Naš planet je stalno u pokretu:
- rotacija oko vlastite osi, kretanje oko Sunca;
- rotacija sa Suncem oko središta naše galaksije;
- kretanje u odnosu na središte Lokalne skupine galaksija i drugo.
Kretanje Zemlje oko vlastite osi
Rotacija Zemlje oko svoje osi(slika 1). Uzima se da je zemljina os zamišljena linija oko koje se ona okreće. Ova os je od okomice na ravninu ekliptike otklonjena za 23°27". Zemljina os se siječe sa Zemljinom površinom u dvije točke - polovima - Sjevernom i Južnom. Gledano sa Sjevernog pola, rotacija Zemlje se odvija u smjeru suprotnom od kazaljke na satu, odn. , kako se obično vjeruje, sa zapada na istok dovršava punu revoluciju oko svoje osi u jednom danu.
Riža. 1. Rotacija Zemlje oko svoje osi
Dan je jedinica vremena. Postoje zvjezdani i solarni dani.
Siderički dan- ovo je vremenski period u kojem će se Zemlja okretati oko svoje osi u odnosu na zvijezde. One su jednake 23 sata 56 minuta 4 sekunde.
Sunčan dan- ovo je vremenski period tijekom kojeg se Zemlja okreće oko svoje osi u odnosu na Sunce.
Kut rotacije našeg planeta oko svoje osi isti je na svim geografskim širinama. U jednom satu svaka se točka na Zemljinoj površini pomakne za 15° od svog prvobitnog položaja. Ali u isto vrijeme, brzina kretanja je obrnuto proporcionalna geografskoj širini: na ekvatoru je 464 m/s, a na geografskoj širini od 65° samo 195 m/s.
Rotaciju Zemlje oko svoje osi 1851. godine dokazao je u svom pokusu J. Foucault. U Parizu, u Panteonu, ispod kupole je obješeno njihalo, a ispod njega krug s podjelama. Svakim sljedećim kretanjem visak je završavao na novim podjelama. To se može dogoditi samo ako površina Zemlje ispod njihala rotira. Položaj ravnine njihanja na ekvatoru se ne mijenja, jer se ravnina poklapa s meridijanom. Zemljina aksijalna rotacija ima važne geografske posljedice.
Kada se Zemlja okreće, javlja se centrifugalna sila koja ima važnu ulogu u oblikovanju oblika planeta i smanjuje silu gravitacije.
Još jedna od najvažnijih posljedica aksijalne rotacije je stvaranje rotacijske sile - Coriolisove sile. U 19. stoljeću prvi ga je izračunao francuski znanstvenik iz područja mehanike G. Coriolis (1792.-1843.). Ovo je jedna od sila inercije uvedena kako bi se uzeo u obzir utjecaj rotacije pokretnog referentnog okvira na relativno gibanje materijalna točka. Njegov učinak može se ukratko izraziti na sljedeći način: svako tijelo koje se kreće na sjevernoj hemisferi je otklonjeno udesno, a na južnoj hemisferi - ulijevo. Na ekvatoru je Coriolisova sila jednaka nuli (slika 3).
Riža. 3. Djelovanje Coriolisove sile
Djelovanje Coriolisove sile proteže se na mnoge pojave geografskog omotača. Njegov otklonski učinak posebno je uočljiv u smjeru kretanja zračnih masa. Pod utjecajem otklonske sile rotacije Zemlje, vjetrovi umjerenih geografskih širina obje hemisfere zauzimaju pretežno zapadni smjer, au tropskim geografskim širinama - istočni. Slična manifestacija Coriolisove sile nalazi se u smjeru kretanja oceanskih voda. Asimetrija riječnih dolina također je povezana s ovom silom (desna obala je obično visoka na sjevernoj hemisferi, a lijeva obala na južnoj hemisferi).
Rotacija Zemlje oko svoje osi dovodi i do kretanja sunčeve svjetlosti po zemljinoj površini od istoka prema zapadu, odnosno do izmjene dana i noći.
Smjena dana i noći stvara dnevni ritam u živoj i neživoj prirodi. Cirkadijalni ritam usko je povezan sa svjetlosnim i temperaturnim uvjetima. Dnevna varijacija temperature, dnevni i noćni povjetarac itd. također su poznati u živoj prirodi - fotosinteza je moguća samo danju, većina biljaka otvara svoje cvjetove u različite sate; Neke su životinje aktivne danju, druge noću. Ljudski život također teče u cirkadijalnom ritmu.
Još jedna posljedica rotacije Zemlje oko svoje osi je vremenska razlika u različitim točkama našeg planeta.
Od 1884. godine usvojeno je zonsko vrijeme, odnosno cijela površina Zemlje podijeljena je u 24 vremenske zone od po 15°. Za standardno vrijeme uzmite lokalno vrijeme srednjeg meridijana svake zone. Vrijeme u susjednim vremenskim zonama razlikuje se za jedan sat. Granice pojaseva povlače se uzimajući u obzir političke, administrativne i gospodarske granice.
Nultim pojasom smatra se Greenwich pojas (nazvan po zvjezdarnici Greenwich u blizini Londona), koji se proteže s obje strane početnog meridijana. Razmatra se vrijeme početnog ili početnog meridijana Univerzalno vrijeme.
Meridijan 180° uzima se kao međunarodni datumska linija- konvencionalna linija na površini globusa, s obje strane koje se podudaraju sati i minute, a kalendarski datumi razlikuju se za jedan dan.
Za više racionalno korištenje ljeti dnevno svjetlo 1930. uveden je i kod nas trudničko vrijeme, jedan sat ispred vremenske zone. Da bi se to postiglo, kazaljke na satu pomaknute su jedan sat unaprijed. S tim u vezi, Moskva, budući da se nalazi u drugoj vremenskoj zoni, živi prema vremenu treće vremenske zone.
Od 1981. godine, od travnja do listopada, vrijeme se pomiče jedan sat unaprijed. Ovo je tzv ljetno vrijeme. Uvodi se radi uštede energije. Ljeti je Moskva dva sata ispred standardnog vremena.
Vrijeme vremenske zone u kojoj se nalazi Moskva je Moskva.
Kretanje Zemlje oko Sunca
Rotirajući oko svoje osi, Zemlja se istovremeno kreće oko Sunca obilazeći krug za 365 dana 5 sati 48 minuta 46 sekundi. Ovo razdoblje se zove astronomska godina. Orijentacije radi, smatra se da godina ima 365 dana, a svake četiri godine, kada se od šest sati “nakupi” 24 sata, u godini nema 365, nego 366 dana. Ova godina se zove prijestupna godina a veljači se dodaje jedan dan.
Put u svemiru po kojem se Zemlja kreće oko Sunca naziva se orbita(slika 4). Zemljina putanja je eliptična, pa udaljenost od Zemlje do Sunca nije konstantna. Kada je Zemlja unutra perihelija(s grčkog periferija- blizu, blizu i helios- Sunce) - točka orbite najbliža Suncu - 3. siječnja udaljenost je 147 milijuna km. Na sjevernoj hemisferi je u ovo doba zima. Najveća udaljenost od Sunca u afel(s grčkog aro- daleko od i helios- Sunce) - najveća udaljenost od Sunca - 5. srpnja. To je jednako 152 milijuna km. U ovo doba je ljeto na sjevernoj hemisferi.
Riža. 4. Kretanje Zemlje oko Sunca
Godišnje kretanje Zemlje oko Sunca promatra se kontinuiranom promjenom položaja Sunca na nebu - mijenjaju se podnevna visina Sunca i položaj njegova izlaska i zalaska, trajanje svijetlih i tamnih dijelova dan se mijenja.
Kada se kreće po orbiti, smjer zemljine osi se ne mijenja, ona je uvijek usmjerena prema Sjevernjači.
Zbog promjene udaljenosti od Zemlje do Sunca, kao i zbog nagnutosti Zemljine osi prema ravnini njezina gibanja oko Sunca, uočava se neravnomjerna raspodjela Sunčevog zračenja na Zemlji tijekom cijele godine. Tako dolazi do izmjene godišnjih doba, što je karakteristično za sve planete čija je os rotacije nagnuta u odnosu na ravninu orbite. (ekliptika) različit od 90°. Orbitalna brzina planeta na sjevernoj hemisferi je veća zimsko vrijeme a ljeti manje. Dakle, zimsko polugodište traje 179 dana, a ljetno polugodište - 186 dana.
Kao rezultat kretanja Zemlje oko Sunca i nagiba Zemljine osi prema ravnini orbite za 66,5°, na našem planetu dolazi ne samo do promjene godišnjih doba, već i do promjene duljine dana i noći.
Rotacija Zemlje oko Sunca i promjena godišnjih doba na Zemlji prikazani su na sl. 81 (ekvinociji i solsticiji u skladu s godišnjim dobima na sjevernoj hemisferi).
Samo dva puta godišnje - na dane ekvinocija, duljina dana i noći na cijeloj je Zemlji gotovo ista.
Ravnodnevnica- trenutak u vremenu u kojem središte Sunca, tijekom svog prividnog godišnjeg kretanja duž ekliptike, presijeca nebeski ekvator. Postoje proljetni i jesenji ekvinocij.
Nagib Zemljine osi rotacije oko Sunca na ekvinocije od 20. do 21. ožujka i od 22. do 23. rujna pokazuje se neutralnim u odnosu na Sunce, a dijelovi planeta okrenuti prema njemu ravnomjerno su osvijetljeni od pola do pola ( Slika 5). Sunčeve zrake padaju okomito na ekvator.
Najduži dan i najkraća noć su na ljetni solsticij.
Riža. 5. Osvjetljenje Zemlje Suncem u dane ekvinocija
Solsticij- u trenutku kad središte Sunca prođe točke ekliptike najudaljenije od ekvatora (točke solsticija). Postoje ljetni i zimski solsticij.
Na dan ljetnog solsticija, od 21. do 22. lipnja, Zemlja zauzima položaj u kojem je sjeverni kraj njezine osi nagnut prema Suncu. A zrake padaju okomito ne na ekvator, već na sjeverni trop, čija je širina 23°27". Ne samo da su polarne regije osvijetljene danonoćno, već i prostor iza njih do geografske širine od 66° 33" (Arktički krug). Na južnoj hemisferi u ovom trenutku osvijetljen je samo onaj njezin dio koji se nalazi između ekvatora i južnog arktičkog kruga (66°33"). Izvan njega zemljina površina nije osvijetljena ovoga dana.
Na dan zimskog solsticija, 21. – 22. prosinca, sve se događa obrnuto (slika 6). Sunčeve zrake već okomito padaju na južne trope. Područja koja su osvijetljena na južnoj hemisferi nisu samo između ekvatora i tropa, već i oko južnog pola. Ova situacija se nastavlja do proljetnog ekvinocija.
Riža. 6. Osvjetljenje Zemlje na zimski solsticij
Na dvije Zemljine paralele u danima solsticija Sunce je u podne točno iznad glave promatrača, odnosno u zenitu. Takve se paralele nazivaju tropima. U sjevernom tropiku (23° N) Sunce je u zenitu 22. lipnja, u južnom tropiku (23° S) - 22. prosinca.
Na ekvatoru je dan uvijek jednak noći. Upadni kut sunčevih zraka na zemljinu površinu i duljina dana tu se malo mijenjaju, pa smjena godišnjih doba nije izražena.
Arktički krugovi izvanredne po tome što su granice područja u kojima postoje polarni dani i noći.
Polarni dan- razdoblje kada Sunce ne pada ispod horizonta. Što je pol udaljeniji od Arktičkog kruga, to je polarni dan duži. Na geografskoj širini Arktičkog kruga (66,5 °) traje samo jedan dan, a na polu - 189 dana. Na sjevernoj hemisferi, na geografskoj širini arktičkog kruga, polarni dan se promatra 22. lipnja, na dan ljetnog solsticija, a na južnoj hemisferi, na geografskoj širini južnog polarnog kruga, 22. prosinca.
Polarna noć traje od jednog dana na geografskoj širini arktičkog kruga do 176 dana na polovima. Tijekom polarne noći Sunce se ne pojavljuje iznad horizonta. Na sjevernoj hemisferi na geografskoj širini arktičkog kruga ovaj se fenomen opaža 22. prosinca.
Nemoguće je ne primijetiti tako prekrasan prirodni fenomen kao što su bijele noći. Bijele noći- to su svijetle noći na početku ljeta, kada se večernja zora spaja s jutrom i sumrak traje cijelu noć. Opažaju se na obje hemisfere na širinama većim od 60°, kada središte Sunca u ponoć padne ispod horizonta za najviše 7°. U Sankt Peterburgu (oko 60° N) bijele noći traju od 11. lipnja do 2. srpnja, u Arhangelsku (64° N) - od 13. svibnja do 30. srpnja.
Sezonski ritam povezan s godišnjim kretanjem prvenstveno utječe na osvijetljenost zemljine površine. Ovisno o promjeni visine Sunca iznad horizonta na Zemlji ih je pet zone osvjetljenja. Vruća zona nalazi se između sjevernog i južnog tropa (trop Raka i trop Jarca), zauzima 40% Zemljine površine i odlikuje se najvećom količinom topline koja dolazi od Sunca. Između tropa i Arktičkog kruga na južnoj i sjevernoj hemisferi nalaze se umjerene zone osvjetljenje Ovdje su već izražena godišnja doba: što dalje od tropa, ljeto je kraće i hladnije, zima duža i hladnija. Polarne zone na sjevernoj i južnoj hemisferi ograničene su arktičkim krugovima. Ovdje je visina Sunca iznad horizonta niska tijekom cijele godine, pa je količina sunčeve topline minimalna. Za polarne zone karakteristični su polarni dani i noći.
Ovisno o godišnjem kretanju Zemlje oko Sunca, ne samo promjena godišnjih doba i s tim povezana neravnomjernost osvijetljenosti zemljine površine po geografskim širinama, već i značajan dio procesa u zemljopisnom omotaču: sezonske promjene vremena, režim rijeka i jezera, ritmovi u životu biljaka i životinja, vrste i vrijeme poljoprivrednih radova.
Kalendar.Kalendar- sustav za izračunavanje dugih vremenskih razdoblja. Ovaj sustav temelji se na periodičnim prirodnim pojavama povezanim s kretanjem nebeskih tijela. Kalendar koristi astronomske pojave - smjenu godišnjih doba, dana i noći, te promjene mjesečevih mijena. Prvi kalendar bio je egipatski, nastao u 4. stoljeću. PRIJE KRISTA e. Julije Cezar je 1. siječnja 45. godine uveo julijanski kalendar, koji još uvijek koriste Rusi pravoslavna crkva. S obzirom na to da je dužina julijanske godine 11 minuta 14 sekundi duža od astronomske, do 16.st. akumulirana je “greška” od 10 dana - dan proljetnog ekvinocija nije se dogodio 21. ožujka, nego 11. ožujka. Ta je pogreška ispravljena 1582. dekretom pape Grgura XIII. Brojanje dana pomaknuto je 10 dana unaprijed, a dan nakon 4. listopada propisano je da se smatra petkom, ali ne 5. listopada, nego 15. listopada. Proljetni ekvinocij ponovno je vraćen na 21. ožujka, a kalendar se počeo zvati gregorijanski kalendar. U Rusiji je uveden 1918. Međutim, ima i niz nedostataka: nejednako trajanje mjeseci (28, 29, 30, 31 dan), nejednakost tromjesečja (90, 91, 92 dana), nedosljednost brojeva mjeseci po danima u tjednu.
Postavite stolicu u sredinu sobe i, okrenuti prema njoj, napravite nekoliko krugova oko nje. I nije važno da je stolac nepomičan - činit će vam se da se kreće u prostoru, jer će biti vidljiv na pozadini raznih predmeta u sobi.
Na isti način se Zemlja okreće oko Sunca, a nama, stanovnicima Zemlje, čini se da se Sunce kreće u pozadini zvijezda, čineći puni krug nebom u jednoj godini. Ovo kretanje Sunca naziva se godišnje. Osim toga, Sunce, kao i sva druga nebeska tijela, sudjeluje u svakodnevno kretanje nebo.
Staza među zvijezdama po kojoj se odvija godišnje kretanje Sunca naziva se ekliptika.
Sunce za godinu dana napravi puni krug po ekliptici, tj. otprilike za 365 dana, pa se Sunce dnevno pomakne za 360°/365≈1°.
Budući da se Sunce iz godine u godinu kreće približno istom putanjom, tj. Položaj ekliptike među zvijezdama mijenja se tijekom vremena vrlo, vrlo sporo; ekliptika se može ucrtati na zvjezdanu kartu:
Ovdje je ljubičasta linija nebeski ekvator. Iznad njega je dio sjeverne hemisfere neba uz ekvator, ispod je ekvatorijalni dio južne hemisfere.
Debela valovita linija predstavlja godišnji put Sunca po nebu, tj. ekliptika. Na vrhu je napisano koje godišnje doba počinje na sjevernoj Zemljinoj polutki kada se Sunce nalazi na odgovarajućem području neba.
Slika Sunca na karti kreće se duž ekliptike s desna na lijevo.
Tijekom godine Sunce uspije posjetiti 12 zodijačkih zviježđa i još jedno - Zmijonoša (od 29. studenog do 17. prosinca),
Na ekliptici postoje četiri posebne točke.
BP je točka proljetnog ekvinocija. Sunce, prolazeći kroz proljetni ekvinocij, pada s južne hemisfere neba na sjevernu.
LS je točka ljetnog solsticija, točka na ekliptici koja se nalazi na sjevernoj hemisferi neba i najudaljenija je od nebeskog ekvatora.
OR je točka jesenskog ekvinocija. Sunce, prolazeći kroz točku jesenskog ekvinocija, pada sa sjeverne hemisfere neba na južnu.
ZS je točka zimskog solsticija, točka na ekliptici koja se nalazi na južnoj hemisferi neba i najudaljenija je od nebeskog ekvatora.
|
Točka ekliptike |
Sunce se nalazi u određenoj točki na ekliptici |
Početak astronomske sezone |
|
Proljetni ekvinocij |
||
|
ljetni solsticij |
||
|
Jesenski ekvinocij |
||
|
Zimski solsticij |
Konačno, kako znate da se Sunce zapravo kreće nebom među zvijezdama?
Trenutno to uopće nije problem, jer... najsjajnije zvijezde vidljive su teleskopom i danju, pa se kretanje Sunca među zvijezdama uz pomoć teleskopa, po želji, može vidjeti i vlastitim očima.
U predteleskopskoj eri astronomi su mjerili duljinu sjene gnomona, okomitog pola, što im je omogućilo određivanje kutne udaljenosti Sunca od nebeskog ekvatora. Osim toga, nisu promatrali samo Sunce, već zvijezde dijametralno suprotne Suncu, tj. one zvijezde koje su u ponoć bile najviše iznad horizonta. Kao rezultat toga, stari su astronomi odredili položaj Sunca na nebu i, posljedično, položaj ekliptike među zvijezdama.
Međutim, prije nekoliko stoljeća - za vrijeme talijanskog astronoma Galileo Galilei, koji je među prvima promovirao postojanje heliocentrični sustav svijeta, takva je činjenica dovedena u pitanje.
Štoviše, mnogi su znanstvenici tog doba tvrdili da je Zemlja nepomična i da se ne može okretati oko nebeskog tijela, budući da se sam Mjesec okreće oko nje, a neki su čak iznijeli hipoteze o rotaciji Sunca oko našeg planeta.
Povijest heliocentričnog sustava
O pokretljivosti planeta počelo se s povjerenjem govoriti zahvaljujući teoriji Nikole Kopernika koji je izračunao njihov period ophoda i udaljenost od Sunca. U 17. stoljeću njemački astronom Johannes Kepler izveo je niz zakona prema kojima:
Svako nebesko tijelo u Sunčevom sustavu giba se po elipsi;
Sunce se nalazi u jednom od žarišta upravo ove elipse;
Planeti se neravnomjerno okreću oko svoje matične zvijezde - s ubrzanjem ili usporavanjem na različitim točkama na svom putu.
Rotacija nebeskih tijela konačno je dokazana tek u 19. stoljeću. A putanja rotacije planeta oko Sunca naziva se "orbita"(od latinskog orbita – put, put ). Ako uzmemo u obzir samo Zemlju, onda naš planet završi punu revoluciju oko Sunca za 365 dana.
Vrijeme potrebno da se vrati na početnu točku naziva se godina. Osim toga, Zemlja se okreće oko svoje osi, koja se nalazi pod određenim kutom u odnosu na orbitu. Zbog toga što je dalje od Sunca, to je bolja osvijetljenost njegove sjeverne polovice, a lošija osvijetljenost južne polovice. Ova pojava pridonosi izmjeni godišnjih doba, koje poznajemo kao zimu, proljeće, ljeto i jesen. 
Unatoč činjenici da je teorija o kretanju planeta apsolutno dokazana, teško je vjerovati u nju čak i sada, jer mi uopće ne primjećujemo njihovu rotaciju u odnosu na objekte oko nas - zgrade, drveće. Ova se tvrdnja može provjeriti pomoću jednostavnog eksperimenta: ako ispustite malu željeznu kuglu s visoke zgrade, kada udari o tlo, odstupit će od okomite osi prema istoku.
Stvar je u tome što se tijekom rotacije naš planet kreće brže od baze zgrade, pa će lopta biti puno "ispred" Zemlje i padat će s odstupanjem od putanje.
Zašto se planeti okreću u orbiti?
Odlučujući faktor u ovom pitanju je zakon univerzalne gravitacije. Kao najveće tijelo u našoj galaksiji s najvećom masom, Sunce privlači sve planete k sebi. I drži ih ista nevidljiva sila privlačnosti kao da su užetom vezani za svjetiljku.
Istodobno, svaki planet ima svoj vektor gibanja, usmjeren poprečno na vektor djelovanja gravitacijskog polja, stoga su sva nebeska tijela stalno na približno istoj udaljenosti od Sunca i, krećući se inercijom, ne padaju na to tijekom rotacije.
Nekoliko je razloga zašto su orbite svih planeta u Sunčevom sustavu u više ili manje stabilnom stanju. Prvo, glavni pokazatelji matične zvijezde (masa, polumjer i potencijal gravitacijskog polja) praktički su nepromijenjeni. Drugo, udaljenost od zvijezde do drugih zvijezda u svemiru je prevelika da bi utjecala na interakciju Sunca s planetima naše galaksije. Treće, zbog niske koncentracije čestica nastalih sunčevim zračenjem (pozitroni, fotoni, alfa čestice), trenje u prostoru je minimalno, pa praktički ništa ne sprječava planete da se okreću u orbiti.
Naravno, u posljednju tvrdnju također je teško povjerovati, jer u galaktičkom prostoru postoji mnogo kozmičke prašine, meteorita i drugih tijela kroz koja planeti prolaze tijekom rotacije. No, zahvaljujući istom zakonu gravitacije, većina asteroida ima svoju orbitu i po njoj se kreće konstantnom brzinom, bez ikakvih znakova kočenja i bez susreta s drugim tijelima na svom putu. 
Dakle, sve je u našoj galaksiji potpuno uravnoteženo, pa čak ni manje promjene u kretanju planeta uopće ih ne sprječavaju da se rotiraju duž svoje čvrsto planirane putanje mnogo milijuna godina.
Planeti se kreću nebom između zvijezda, pa se zbog toga nazivaju planetima, odnosno “lutajućim svjetiljkama”. 
