В древности знали о наклоне земной оси

Очень давно, во II веке до н. э., астроном Гиппарх открыл, что эта точка является подвижной на звёздном небе и медленно перемещается навстречу движению Солнца.

Он рассчитал скорость данного движения в 1° за столетие. Данное открытие получило название

Это ход впереди, или предварение равноденствия. Точное значение этого движения, постоянной прецессии, равно 50 секундам в год. Исходя из этого, полный цикл по эклиптике составит примерно 26 000 лет.

Эксцентричность

Земля вращается вокруг Солнца по эллиптической орбите. Эллиптичность является мерой формы овала и определяется отношением малой оси (длина короткой оси эллипса) к большой оси (длина длинной оси эллипса). Идеальный круг, в котором два фокуса сходятся в центре, имеет эллиптичность 0 (низкий эксцентриситет), а сильно продолговатый эллипс, выглядящий почти как прямая линия, имеет эксцентриситет около 1 (высокий эксцентриситет).

Эксцентричность орбиты Земли-1
Максимальная эксцентричность орбиты Земли
Эксцентричность орбиты Земли-2
Минимальная эксцентричность орбиты Земли

Земная орбита слегка меняет свой эксцентриситет за 96 000 лет с почти 0 до 0,07 и обратно. Когда у орбиты Земли более высокий эксцентриситет, поверхность планеты получает на 20–30 процентов больше солнечного излучения в перигелий (самое короткое расстояние между Землей и Солнцем), чем в афелий (самое дальнее расстояние). Когда же у орбиты Земли низкий эксцентриситет, разница в количестве солнечного излучения в перигелий и афелий, очень мала.

Угол наклона земной оси к орбите

Сегодня эксцентриситет орбиты Земли составляет 0,017. В перигелий (около 3 января) земная поверхность получает на 6% больше солнечного излучения, чем в афелий, который происходит 4 июля или около этой даты.

Точность важна для науки

Вернёмся к вопросу о полюсе. Определение его точного положения среди звёзд – есть одна из важнейших задач астрометрии, которая занимается измерениями дуг и углов на небесной сфере с целью определения координат звёзд и планет, собственных движений и расстояний до звёзд, а также решением задач практической астрономии, важных для географии, геодезии и навигации.

Найти положение полюса мира можно с помощью фотографии. Представьте себе длиннофокусную фотографическую камеру, осуществлённую в виде астрографа, направленную неподвижно на область неба близ полюса. На такой фотографии каждая звезда опишет более или менее длинную дугу окружности с единым общим центром, который и будет полюсом мира – той точкой, куда направлено вращение земной оси.

Предлагаем ознакомиться  Главная> Популярный> Украшения и аксессуары >"мистик топаз серьги"369 результатов

Немного пофантазируем и изменим угол наклона Земли

Почти неизменный наклон земной оси по отношению к плоскости эклиптики и вращение Земли вокруг Солнца являются причиной наличия времен года. Незначительные изменения наклона оси влияют на количество солнечного излучения, попадающего в определенные места на Земле. Однако приблизительно каждые 41 000 лет наклон земной оси колеблется между 21,5 и 24,5 градусами.

Изменение наклона оси Земли
Небольшие изменения в аксиальном наклоне Земли влияют на количество солнечного излучения, падающего в определенные места на Земле

Когда ось Земли слегка наклонена, количество солнечной излучения не сильно меняется между летом и зимой для большей части земной поверхности, поэтому времена года сменяются и проходят мягче, увеличение наклона оси создает более экстремальные сезоны (более жаркое лето и более холодные зимы).

Угол наклона земной оси к орбите

Сегодня наклон Земли составляет 23,5 градуса и имеет тенденцию к уменьшению, что может заложить основу для более умеренных сезонов (более холодное лето и более теплая зима).

Имеющийся сегодня угол земной оси по отношению к плоскости орбиты составляет 66,5° и обеспечивает не столь резкое колебание температур зима – лето. К примеру, если этот угол составлял бы около 45°, что бы происходило на широте Москвы (55,5°)? В мае солнце при таких условиях достигнет зенита (90°) и сместится до 100° (55,5° 45°=100,5°).

При таком интенсивном движении Солнца весенний период проходил бы намного быстрее, и в мае бы достигал пика температур, как на экваторе при максимальном солнцестоянии. Затем слегка бы ослаблялся, так как солнце, проходя зенит, уходило бы немного дальше. Затем возвращалось назад, проходя зенит снова.

Теперь рассмотрим, что бы происходило с зимой, к примеру, в Москве? После прохождения второго зенита, наше светило опустилось бы в декабре месяце до 10 градусов (55,5°-45°=10,5°) над горизонтом. То есть с приближением декабря, солнце выходило бы на более короткий срок, чем сейчас, невысоко поднимаясь над горизонтом. В этот период солнце светило бы по 1-2 часа в сутки. При таких условиях ночная температура опустится ниже отметки -50 градусов Цельсия.

Немного пофантазируем и изменим угол наклона Земли

Плоскость небесного экватора, будучи перпендикулярной к земной оси, так же изменяет своё положение, чем и вызывается движение точек пересечения экватора с эклиптикой. В свою очередь, притяжение Луной экваториального смещения масс Земли стремится повернуть Землю таким образом, чтобы её экваториальная плоскость пересекала Луну. Но в данном случае эти силы действуют не на водную оболочку Земли, а на массы, образующие экваториальное вздутие её эллипсоидальной фигуры.

Предлагаем ознакомиться  Самые богатые страны Европы в 2019-2020 годах

Угол наклона земной оси к орбите

Представим шар, вписанный в земной эллипсоид, которого он касается в полюсах. Такой шар притягивается Луной и Солнцем силами, направленными к его центру. По этой причине сохраняется неизменной земная ось. Это притяжение, действующее на экваториальное вздутие, стремится повернуть Землю таким образом, чтобы плоскости земного экватора и притягивающего её объекта совпадали, создавая этим опрокидывающий момент.

Солнце в течение года дважды отдаляется от экватора до ± 23,5°, а удаление Луны от экватора в течение месяца достигает почти ± 28,5°.

Прецессия

Земля слегка колеблется при вращении вокруг своей оси. Это колебание, известное как прецессия, происходит главным образом из-за гравитации Солнца и Луны.

Осевая прецессия в астрономии — это гравитационно-индуцированное, медленное и непрерывное изменение ориентации оси вращения. Она похожа на прецессию крутящегося волчка, когда его вершина описывает круг (что особенно заметно при замедлении вращения волчка). Земная ось также совершает похожие круги, приблизительно за 26000 лет она описывает полный круг.

Прецессия
Полярная звезда не всегда будет указывать точно на Север

В течение последних нескольких тысяч лет, ось Земли была направлена на Полярную звезду, что позволяло нам легко отыскать ночью Север. Но постепенное прецессионное колебание Земли приведет к тому, что Полярная звезда перестанет точно указывать на Север. Около 5000 лет назад ось Земли была направлена ​​больше на другую звезду, называемую Тубин.

Детская игрушка волчок открывает небольшую тайну

Если бы Земля не вращалась, то она стремилась бы наклоняться, как бы кивая, так, чтобы экватор все время следил за Солнцем и Луной.

Правда, вследствие огромной массы и инерции Земли, такие колебания были бы очень незначительными, так как на столь быструю смену направлений Земля не успевала бы реагировать. Мы хорошо знакомы с этим явлением на примере детского волчка.

стремится опрокинуть волчок, но центростремительная сила защищает его от падения. В итоге, ось движется, описывая коническую форму. И чем быстрее движение, тем более узкая фигура. Точно так же себя ведёт и земная ось. Это и является неким гарантом её стабильного положения в пространстве.

Что прогнозируют циклы Миланковича

земная ось это

Мы уже выяснили, что:

  • Форма орбиты Земли вокруг Солнца меняется с меньшей на более эллиптическую и обратно каждые 96 000 лет
  • Ось вращения Земли наклонена по отношению к плоскости эклиптики, и этот наклон меняется от 21,5 ° до 24,5 ° и обратно примерно за 41 000 лет
  • Наконец, ось вращения Земли описывает полный круг (прецессия) с периодом 26 000 лет

Задача Миланковича состояла в том, чтобы понять, что происходит, когда три цикла совпадают и как они работают вместе, влияя на количество солнечного излучения, полученного Землей. Основываясь на своих расчетах, Миланкович создает теорию, согласно которой эти циклы вызывают колебания в количестве полученного солнечного света, достигающие более чем двадцать процентов для северных широт.

Технический прогресс позволил геологам изучать керны глубоководных отложений, которые содержали климатические данные за миллионы лет. Эти климатические данные показывают удивительные периодические изменения, которые коррелируют с графиками, известными сейчас как циклы Миланковича.

Если рассматривать только астрономические факторы, то охлаждение и потепление во время ледникового и межледникового периодов намного сильнее, чем можно ожидать. Изменение температуры в ту или иную сторону, также усиливаются за счет других факторов. Это, скорее всего, связано с увеличением ледяных щитов, которые отражают больше солнечного излучения обратно в космос, а также нагревом мирового океана и поглощения им углекислого газа.

Предлагаем ознакомиться  Камень кошачий глаз - свойства лечебные магические знак зодиака

Существует четкая связь между формой орбиты Земли и естественным изменением климата, однако нынешняя тенденция потепления на Земле происходит во время относительно прохладной орбитальной фазы.

Вероятно, человеческая деятельность достаточно велика, чтобы противодействовать этой холодной фазе и Землю не ожидает резкое оледенение в одно из ближайших столетий.

Угол наклона Земной оси влияет на климат

Земля совершает движение вокруг Солнца по орбите, которая практически сходна с окружностью. Наблюдение за скоростью звёзд, расположенных поблизости эклиптики, представляет, что во всякий момент мы приближаемся к одним звёздам и отдаляемся от противоположных им на небе со скоростью 29,5 километров в час. Перемена времён года является результатом того. Существует наклон земной оси к плоскости орбиты и составляет около 66,5 градусов.

Из-за небольшой эллиптической орбиты, планета в январе несколько ближе к Солнцу, чем в июле, но отличие в дистанции не существенно. Поэтому влияние на получение тепла от нашей звезды малозаметно.

Учёные считают, что земная ось – это нестабильный параметр нашей планеты. Как показывают исследования, угол наклона земной оси по отношению к плоскости её орбиты в прошлом был иным и периодически изменялся. По дошедшим к нам легендам о гибели Фаэтона в описаниях Платона существует упоминание о смещении оси в это ужасное время на 28°. Эта катастрофа имела место быть более десяти тысяч лет назад.