Ruch obiegowy Ziemi i jego następstwa

Ruch obiegowy Ziemi to ruch Ziemi po orbicie eliptycznej wokół Słońca. Kierunek ruchu obiegowego Ziemi zgodny jest z kierunkiem jej ruchu obrotowego, czyli z zachodu na wschód. Prędkość liniowa tego ruchu jest zmienna zależnie od położenia Ziemi w danym miejscu elipsy orbity i zawiera się w zakresie wartości od 29,29 km/s do 30,33 km/s. Pełen obieg Ziemi wokół Słońca trwa 365 dni 6 godzin 9 minut 9,54 s (rok gwiazdowy). W swoim ruchu obiegowym wokół Słońca najbliżej niego Ziemia znajduje się obecnie 2 stycznia (peryhelium), najdalej zaś 2 lipca (aphelium). Średnia odległość Ziemi od Słońca wynosi ok. 149,6 mln km.

W Starożytności i w Średniowieczu większość astronomów była przekonana, że to Słońce obiega Ziemię. Wynikało to z obserwacji tzw. widomego (pozornego) ruchu Słońca po sferze niebieskiej, będącego efektem ruchu obrotowego Ziemi (a więc i obserwatora). Pierwsze dowody empiryczne na to, że to jednak Ziemia obiega Słońce przedstawiono dopiero w XVIII w. Dowody te to:
- aberracja światła obserwowanych gwiazd odkryta przez J. Bradleya w 1725 roku; jest to odchylenie promienia świetlnego spowodowane ruchem obserwatora w kierunku poprzecznym do promieni świetlnych, wynosi ono około 20’’ (sekund kątowych); w efekcie tego zjawiska w trakcie obserwacji gwiazdy zanim światło przebiegło długość lunety od obiektywu do okularu, okular przesuwał się wraz z Ziemią; należało więc ustawić go nieco ukośnie w stosunku do kierunku promienia świetlnego; miejsce, w którym obserwujemy gwiazdę (miejsce widome) krąży po elipsie w cyklu rocznym wokół jej miejsca średniego;
- paralaksa roczna gwiazd (paralaksa heliocentryczna), czyli pozorna zmiana położenia obiektu na sferze niebieskiej względem obiektów położonych dalej; jest ona wynikiem ruchu Ziemi (a więc i obserwatora) po orbicie wokół Słońca, obserwowane ciało niebieskie w okresie roku zakreśla okrąg na sferze niebieskiej;  zjawisko to można najłatwiej zaobserwować w odniesieniu do gwiazd położonych blisko bieguna ekliptyki (prostopadle do kierunku do Słońca), po raz pierwszy zjawisko paralaksy udało się stwierdzić w 1839 roku 3 astronomem – W. Struve, F. Besselowi i T. Hendersonowi; paralaksa najbliższej z gwiazd – Proxima Centauri wynosi 0,765’’; paralaksę heliocentryczną wykorzystuje się dla definicji parseka, jednej z jednostek odległości używanych w astronomii – 1 parsek to odległość od Ziemi ciała niebieskiego, którego paralaksa roczna wynosi 1’’ (1 sekundę kątową);
- występowanie rojów meteorów, czyli zmiennego w ciągu roku (w trakcie wędrówki Ziemi po orbicie) natężenia wchodzenia meteoroidów w atmosferę ziemską.

Najważniejsze konsekwencje ruchu obiegowego Ziemi są łącznym efektem ruchu Ziemi po orbicie i przechylenia osi ziemskiej w stosunku do osi obrotu orbitalnego Ziemi równego 23°27’. Pod takim samym kątem nachylona jest płaszczyzna równika ziemskiego do płaszczyzny ekliptyki. Kąt nachylenia osi ziemskiej do płaszczyzny ekliptyki to 66°33’. Ekliptyka to koło na sferze niebieskiej, po którym w ciągu roku porusza się Słońce. Płaszczyzna ekliptyki zawiera w sobie orbitę ziemską. Wspomniane konsekwencje ruchu obiegowego Ziemi i nachylenia jej osi obrotu to:
- zmienne położenie (azymut) punktów wschodu i zachodu Słońca oraz zmienny czas wschodu i zachodu Słońca,
- zmienna długość dnia i nocy,
- zmiana maksymalnej wysokości kątowej Słońca nad widnokręgiem w momencie południa słonecznego (górowania Słońca),
- występowanie pór roku,
- różne strefy oświetlenia kuli ziemskiej,
- występowanie stref klimatycznych,
- roczny cykl zjawisk przyrodniczych (np. wegetacja roślin, przebieg roczny temperatury powietrza),
- zjawisko dnia i nocy polarnej w szerokościach okołobiegunowych.

Wśród konsekwencji ruchu obiegowego Ziemi nie będących skutkiem nachylenia osi ziemskiej należy wymienić:
- sezonową zmianę wyglądu nocnego nieba,
- roczną rachubę czasu (podstawa kalendarza).

Autor: dr Krzysztof Jarzyna z Instytutu Geografii UJK w Kielcach

Polecamy również:

  • Pory roku a ruch Ziemi

    Przez pory roku najczęściej rozumiemy okresy klimatyczne, charakteryzujące się określonymi warunkami termicznymi, bądź opadowymi (w szerokościach międzyzwrotnikowych), zmieniające się w rytmie rocznym i odpowiedzialne za cykle biologiczne. Są one następstwem zmiennych w cyklu rocznym warunków oświetlenia... Więcej »

  • Strefy oświetlenia Ziemi - zasięg, charakterystyka. Noc polarna i dzień polarny

    Wyróżniamy 5 stref oświetleniowych: strefę międzyzwrotnikową, 2 strefy umiarkowane (po jednej na półkuli północnej i południowej) oraz 2 strefy podbiegunowe (po jednej na półkuli północnej i południowej). Ich granice są wyznaczone przez 4 równoleżniki. Więcej »

Komentarze (0)
Wynik działania 2 + 1 =
Ostatnio komentowane
Śkad wziął się taki wynik?
• 2022-12-05 21:24:47
Ok
• 2022-12-05 13:53:43
ok
• 2022-12-02 16:29:38
dzięki
• 2022-11-28 16:21:19
ok
• 2022-11-25 15:27:39