КАТЕГОРИЯ:


Астрономия- (809) Биология- (7483) Биотехнологии- (1457) Военное дело- (14632) Высокие технологии- (1363) География- (913) Геология- (1438) Государство- (451) Демография- (1065) Дом- (47672) Журналистика и СМИ- (912) Изобретательство- (14524) Иностранные языки- (4268) Информатика- (17799) Искусство- (1338) История- (13644) Компьютеры- (11121) Косметика- (55) Кулинария- (373) Культура- (8427) Лингвистика- (374) Литература- (1642) Маркетинг- (23702) Математика- (16968) Машиностроение- (1700) Медицина- (12668) Менеджмент- (24684) Механика- (15423) Науковедение- (506) Образование- (11852) Охрана труда- (3308) Педагогика- (5571) Полиграфия- (1312) Политика- (7869) Право- (5454) Приборостроение- (1369) Программирование- (2801) Производство- (97182) Промышленность- (8706) Психология- (18388) Религия- (3217) Связь- (10668) Сельское хозяйство- (299) Социология- (6455) Спорт- (42831) Строительство- (4793) Торговля- (5050) Транспорт- (2929) Туризм- (1568) Физика- (3942) Философия- (17015) Финансы- (26596) Химия- (22929) Экология- (12095) Экономика- (9961) Электроника- (8441) Электротехника- (4623) Энергетика- (12629) Юриспруденция- (1492) Ядерная техника- (1748) Arhitektura- (3434) Astronomiya- (809) Biologiya- (7483) Biotehnologii- (1457) Военни бизнесмен (14632) Висока technologies- (1363) Geografiya- (913) Geologiya- (1438) на държавата (451) Demografiya- ( 1065) Къща- (47672) журналистика и смирен (912) Izobretatelstvo- (14524) външен >(4268) Informatika- (17799) Iskusstvo- (1338) историята е (13644) Компютри- (11,121) Kosmetika- (55) Kulinariya- (373) културата е (8427) Lingvistika- (374) Literatura- (1642) маркетинг-(23702) математиците на (16968) Механична инженерно (1700) медицина-(12668) Management- (24684) Mehanika- (15423) Naukovedenie- (506) образователна (11852) truda- сигурност (3308) Pedagogika- (5571) Poligrafiya- (1312) Politika- (7869) Лево- (5454) Priborostroenie- (1369) Programmirovanie- (2801) производствено (97 182 ) индустрия- (8706) Psihologiya- (18388) Religiya- (3217) Svyaz (10668) Agriculture- (299) Sotsiologiya- (6455) на (42831) спортист строително (4793) Torgovlya- (5050) транспорт ( 2929) Turizm- (1568) физик (3942) Filosofiya- (17015) Finansy- (26596) химия (22929) Ekologiya- (12095) Ekonomika- (9961) Electronics- (8441) Elektrotehnika- (4623) Мощност инженерно ( 12629) Yurisprudentsiya- (1492) ядрена technics- (1748)

въртене на Земята около оста й




Въртенето на Земята - един от движение на Земята, което се отразява много астрономически и геофизични явления, настъпили на повърхността на Земята, в неговите дълбини, в атмосферата и океаните, и в близко пространство.

въртенето на Земята се дължи на смяната на деня и нощта, очевидната ежедневно движението на небесните тела, равнината на въртене на люлка тегло спряно с конец, деформацията на органите, които попадат на изток и др. Благодарение на въртенето на Земята на тялото се движи по повърхността си, Кориолис сила действа на чието влияние е очевидно в podmyvanii правилните бреговете на реките в северното полукълбо и в ляво - в южното полукълбо и в някои особености на атмосферната циркулация. Центробежната сила, генерирана от въртенето на Земята, отчасти се дължи на разликите в земното ускорение на екватора и на полюсите на Земята.

С цел да се проучи законите въртенето на Земята, въведени две координатни системи с общ произход в центъра на масата на Земята (ris.1.26). Earth System X 1 Y 1 Z 1 е включен в дневния въртенето на Земята и остава неподвижна по отношение на точки върху земната повърхност. Звезда XYZ координатна система не е свързана с ежедневно въртенето на Земята. Въпреки, че тя започна да се движи в пространството с определена ускорение, участващи в годишната движението на Земята около Слънцето в Галактиката, но това движение е относително далечни звезди могат да се разглеждат като единна и праволинейни. Ето защо, движение на Земята в тази система (както и всеки небесен обект) може да се учи от законите на механиката на инерциална референтна система. XOY самолет е приведено в съответствие с равнината на еклиптиката, и оста Х е насочена към пролетното равноденствие γ първоначален период. Както оста на земята координатна система е удобно да се взема основната ос на инерция на Земята, има и друг избор на оси. Позицията на Земята спрямо звездната система обикновено се определя от три Euler ъгли ψ, υ, φ.

Ris.1.26. Координатни системи, използвани за изучаване на Земята въртене

Основна информация за въртенето на наблюдението на Земята доставя ежедневно движение на небесните тела. въртенето на Земята настъпва от запад на изток, което е, обратна на часовниковата стрелка, гледано от северния полюс на Земята.

Средната склон на екватора към еклиптиката първоначалната епоха (на ъгъла ф) е почти постоянно (през 1900 г. Той е бил равен на 23 ° 27 ¢ 08,26² и по-малко от 0,1² увеличи по време на 20-ти век). Line преминаване на Земята екватор и еклиптиката първоначалния период (възел линия) се движи бавно по еклиптиката от изток на запад, се движи с 1 ° 13 ¢ 57,08² век, така че ψ ъгъл се променя на 360 градуса за 25 800 години (прецесия). Инстантен или ос на въртене почти винаги съвпада с оста на долната инерция на Земята. Ъгълът между осите на наблюденията, направени в края на 19-ти век, не надвишава 0,4².



Периодът от време, през който земята се върти веднъж около оста си спрямо някакъв момент в небето, наречена дни. Точките, които определят дължината на ден, могат да бъдат:

· Пролетното равноденствие;

· В центъра на видимия слънчевия диск, изместената едногодишен аберация ( "вярно слънце");

· "Mean Sun" - фиктивна точка, чиято позиция в небето може да се изчисли теоретично за всяко време.

Дефинирани тези точки три различен период от време, наречен звездна, истинското слънце и средното слънчево ден.

скорост на въртене на Земята се характеризира с относителна стойност

където Р е - дължината на земни дни, Т - продължителността на стандартната ден (атомно), която е равна на 86400s;

- Ъглова скорост, съответстваща на земята, и стандартни дни.

Тъй като стойността на ω се променя само в деветия - осем знака, след това стойностите на ν са от порядъка на 10 -9 -10 -8.

Едно пълно завъртане на Земята около оста си спрямо звездите извършва за по-малко време, отколкото Слънцето, като слънцето се движи по еклиптиката в същата посока, както се върти Земята.

Звездна нощ определя от периода на въртене на Земята около оста си по отношение на който и да е звезда, но тъй като звездите имат свои собствени, а освен това много сложно движение, условията за започване на звездната ден е считано от момента, в който горната кулминация на пролетното равноденствие, и за дължината на звездната ден отнема времето между две последователни горни кулминации на пролетното равноденствие, разположени на една и съща меридиан.

Поради прецесия и нутация явления на относителното положение на небесния екватор и еклиптиката се променя постоянно, което означава, че съответните промени местоположението на еклиптиката на пролетното равноденствие. Установено е, че звездна нощ на 0,0084sek кратък от реалния период на въртене на Земята и Слънцето се движи по еклиптиката, стига до точката на пролетното равноденствие преди да стигне до едно и също място, по отношение на звездите.

Парцелът от своя страна се върти около Слънцето не е кръг, но елипса, така че движението на слънцето изглежда неравномерно земята. През зимата, истинската слънчева ден е по-дълъг, отколкото през лятото, например, в края на декември, те са равни на 24 часа 04 минути 27 секунди, а в средата на септември - 24h 03min. 36sek. За средния един слънчев ден се счита за 24часа 03min. 56,5554sek звезден ден.

Ъгловата скорост на Земята спрямо Слънцето, защото на елиптична орбита на земята зависи от времето на годината. Най-бавните Земята се движи в орбитата си, като в перихелия - най-отдалечените от точката Sun в своята орбита. В резултат на това, продължителността на истинската слънчева ден варира през цялата година - е елиптична орбита променя продължителността на истинската слънчева ден според закона, който може да бъде описан като синусоида с амплитуда от 7,6 минути. и за период от 1 година.

Втората причина е неравномерното дни - наклонът на оста на Земята към еклиптиката, което води до очевидното движението на Слънцето нагоре и надолу от екватора през годината. Директна слънчева катерене в близост до равноденствие (ris.1.17) се променя по-бавно (защото слънцето се движи под ъгъл спрямо екватора), отколкото по време на слънцестоенето, когато тя се движи успоредно на екватора. В резултат на истинската слънчева ден продължителност синусоидална елемент се добавя с амплитуда на 9.8 минути. и за период от шест месеца. Има и други периодични ефекти, които променят дължината на истинската слънчева ден и време-зависима, но те са малки.

Като резултат от комбинираното въздействие веднага щом се наблюдават истинската слънчева деня на 26-27 март и 12-13 септември, а най-дългият - 18-19 юни и 20-21 декември.

За да се премахне тази променлива, използвайте средното слънчево ден, свързан с така наречената средна Слънцето - условна точка се движи равномерно върху небесния екватор и еклиптиката не като реален слънце, и която съвпада с центъра на Слънцето по време на пролетното равноденствие. Орбиталният период на центъра на Слънцето по небесната сфера е тропическа година.

Средната слънчева ден не подлежи на периодични промени като истинската слънчева ден, но тяхната продължителност варира монотонно поради промени в аксиална период на въртене на Земята, както и (в по-малка степен) с промяната в дължината на тропическата година, като нараства с около 0,0017 секунди на век. По този начин, дължината на средната слънчева ден в началото на 2000 г. е равна на 86400.002 секунди Si (SI втора се определя чрез използване на процес в рамките на партида).

Звездна нощ е 365.2422 / 366.2422 = 0.997270 средното слънчево ден. Тази стойност - постоянно съотношение на звездна и слънчева време.

Средното слънчево време и звезден ден са свързани със следните взаимоотношения:

24 часа. Ср слънчевата време = 24 часа. 03 мин. 56,555sek. звезден ден

1 час. = 1 час. 00 мин. 09,856 сек.

1 мин. = 1 мин. 00,164 сек.

1 сек. = 1.003 секунди.

24 часа. Най-звезден ден = 23 ч. 56 мин. 04,091 сек. Ср слънчевата време

1 ч. = 59 мин. 50,170 сек.

1 мин. = 59.836 секунди.

1 сек. = 0.997 сек.

За приблизителни изчисления можем да предположим, че звездната ден е по-къса от средната (или, обратно, средната продължителност на звезда) за около 4 минути, и един от най-добрите час по-кратък от средното (или средната продължителност на звездата) в продължение на 10 секунди.

Времето във всеки аспект - звездното, вярно слънчева или средното слънчево - различен в различните меридиани. Но всички точки, разположени на една и съща меридиан, в един и същ момент от време имат същото време, който се нарича местно време. Когато се придвижите през същата е успоредна на запад или на изток в момента на първоначалната точка не съответства на местното време, всички други географски точки на даден паралелно.

До известна степен адрес на този недостатък, канадската Св Флашинг предложи въвеждането на стандартно време, т.е. сметка система време, въз основа на разделяне на повърхността на земята в 24 часови зони, всяка от които е отделена от съседната зона от 15 ° дължина. Зачервяване картирани света 24 основни меридиани. Приблизително 7,5 ° на изток и на запад от тях бяха условно обозначени граници на час часова зона. Време същата часова зона, във всеки един момент за всички елементи разглежда като равен.

Преди Flushing издава карти с различни начални меридиани в много страни по света. Например, в Русия, резултатът е проведено в дължина от меридиана, преминаващ през обсерваторията Пулково във Франция - в Париж, в Германия - в Берлин, в Турция - в Истанбул. Да влязат в света на времето, което е било необходимо да се обединят един единствен премиер меридиан.

Световно време за първи път е въведена в САЩ през 1883 г., а през 1884. във Вашингтон на Международната конференция, в която участва, и Русия, беше договорено на часовите зони. Участниците се съгласиха да приемат първоначалната или нулев меридиан меридиана на Обсерватория в Гринуич, и на местно средното слънчево време на Гринуичкия меридиан, наречен глобален или световно време. Конференцията е установена, и така наречената "международна дата линия".

В нашата страна, стандартно време беше въведена през 1919 година. Като се като основа на международната система на времеви зони и съществуващите до тогава административните граници, в решението на РСФСР са депозирани часови зони II до XII включително. Текущо време в часовите зони, разположени на изток от меридиана Гринуич, от колана на коланите се увеличава с всеки изминал час, и на запад от Гринуич - от час намалява.

, С ден времето на полувремето календар, важно е да се създаде нова дата (ден на месец) започва в какво меридиан. Чрез международната дата промяна съгласие линия минава по-голямата част по меридиана, отдалечени от Гринуич до 180 °, отстъпвайки от него, на запад - в Врангел Island и Алеутските острови на изток - от бреговете на Азия, островите Фиджи, Самоа, Tongatabu, Kermandek и Чатъм.

На запад от промяната на дата линия на месеца е винаги с един повече от изток от него. Ето защо, след преминаване на линията от запад на изток е необходимо, за да се намали броят на месеца по един, и след това преминаване от изток на запад - към нарастване. Тази промяна в дата обикновено се прави през следващата полунощ след преминаване на Международната Дата линия. Очевидно е, че новият календарен месец, и новата година започва с дата линия.

По този начин, на нула меридиан и меридиана 180 ° E, в които най-вече отива международна дата линия, разделена на земното кълбо в западните и източните полукълба.

През цялата история на човечеството дневната въртенето на Земята винаги е била идеалното стандартно време, което е в регулация на дейността на хората и е символ на единство и точност.

Древна инструмент за определяне на времето, BC служи като Гномонът в гръцката показалка, вертикална колона на загладени земята, сянката на която, сменя посоката си чрез преместване на слънцето показа на отпечатани на земята в близост до скалата на стълб във всеки даден момент от деня. Слънчев часовник, известен още от 7 век пр.н.е. Първоначално те са били често срещани в Египет и Близкия изток, от където се премества в Гърция и Рим, и още по-късно влезе страните от Западна и Източна Европа. Въпросите gnomoniki - изкуството на правене на слънчев часовник и способността да ги използват - ангажирани астрономи и математици на древния свят, средновековни и модерни времена. През 18-ти век. и в началото на 19 век. gnomonika изложиха в учебниците по математика.

Едва след 1955 г., когато точността на времето изисквания на физици и астрономи увеличени, стана невъзможно да бъде удовлетворен от дневния въртенето на Земята като стандарт време, вече неравномерно с необходимата точност. Времето се определя от въртенето на Земята, поради неравномерното движение на полюсите и преразпределението на ъглов момент между различните части на Земята (хидросферата, мантията, основната течност). Приети за справка средата на времето, определена от точка и точката EOR на екватора, съответните нулева дължина. Това е много близо до меридиана Гринуич.

Земята се върти неравномерно, което води до промяна в дължината на деня. скорост на въртене на Земята може да се опише най-просто отклонение дължина на ден препратка (86 400). Най-кратък наземната ден, Земята се върти по-бързо.

Има три компоненти на стойността на промяната в скоростта на въртене: светската забавянето периодични сезонни вариации и неправилни резки промени.

Светската забавяне на земната ротация поради приливните сили на привличане на Луната и Слънцето. прилив генериращи сила простира на земя по протежение на правата линия, свързваща центъра му с центъра на нарушаваща тяло - Луната или Слънцето. В същото време компресия сила на Земята се увеличава, ако полученото съвпада с равнината на екватора и намалява, когато то се отклонява към тропиците. Инерционният момент на компресиран Земята е по-голяма от не-деформирани сферична планетата, веднага след като пулса на Земята (т.е. продукта на неговия инерционен момент от ъгловата скорост) трябва да остане постоянна, скорост на въртене на сгъстения Земята е по-малко от непринуден. Тъй като отклонението на Луната и Слънцето, разстоянието от Земята до Луната и Слънцето непрекъснато се променя, прилив генериращи сила варира с течение на времето. Съответно, промяната на компресията на Земята, което в крайна сметка води до приливните колебания в въртенето на Земята. Най-важните от тях са колебания с половин-месечни и месечни периоди.

Забавянето на скоростта на въртене на Земята се открива, когато астрономически наблюдения и палеонтологични изследвания. Наблюденията на древните слънчеви затъмнения са довели до извода, че продължителността на деня всеки 100 000 години се увеличава с 2s. Палеонтологични наблюдения на корали са показали, че коралите растат топлите морета, формиращи една група, дебелината на които зависи от количеството светлина, получена на ден. Така, че е възможно да се определи годишните изменения в тяхната структура и да се изчисли броя на дните в годината. В съвременната епоха са 365 зони в коралите. Според палеонтологични наблюдения (Таблица 5) дължината на увеличенията ден линейно с времето да 1,9s за 100 000 години.

Таблица 5

период Време млн. Години Продължителността на годината, дневно. Продължителността на деня часове
настояще 365,25
варовит 370,33 23.67
пермски 384,10 22.82
въглища 387,50 22.62
девон 398,75 21.98
силурски 407,10 21.53

Според наблюденията през последните 250 години се увеличиха на ден 0,0014s век. Според някои доклади, в допълнение към приливна забавяне се наблюдава увеличение в скоростта на въртене на 0,001s в един век, което е причинено от промени в инерционен момент на Земята се дължи на бавното движение на материята във вътрешността на Земята и на нейната повърхност. Собствени ускорението намалява дължината на ден. Следователно, ако не е, тогава нощта ще се увеличи с 0,0024s век.

Преди създаването на атомен часовник, контролирана от въртенето на Земята чрез сравняване на наблюдаваните и изчисляват координатите на луната, слънцето и планетите. По този начин успяхме да получите представа за промяната в скоростта на въртене по време на последните три века - от края на 17-ти век, когато те започнаха да се извърши първата инструментални наблюдения на движението на луната, слънцето и планетите .. Анализът на тези предавания на данни (ris.1.27), че от началото на 17-ти век. до средата на 19-ти век. скорост на въртене на Земята се променя малко. От втората половина на 19 век. в момента има значителни колебания нередовни курсове с характерните моменти от порядъка на 60-70 години.

Ris.1.27. Отклонение от стандартната дължина на ден в продължение на 350 години

Най-бързо Земята се върти около 1870. Когато дължината на ден на Земята е по-кратък от референтните 0,003s. Най-бавно - около 1903 г., когато земна ден е по-дълъг от позоваването на 0,004s .. От 1903 до 1934gg. ротационно ускорение на Земята, настъпили след края на 30-те години до 1972. наблюдава забавяне, и с 1973 година. за момента на Земята ускорява въртенето си.

Повтарящите годишни и шестмесечни колебания в скоростта на въртене съотнасяше периодични промени в инерционен момент на Земята, поради сезонната динамика на атмосферата и на планетарния разпределение на валежите. Според настоящата данни дължината на ден през годината промени до ± 0,001 секунди. В същото време най-краткия ден е през юли и август, а най-дългият - през март.

Периодични промени в периоди въртенето на Земята, са 14 и 28 дни (на луна), и 6 месеца и 1 година (слънчева). Минимална скорост на въртене на Земята (ускорението е нула), отговаря на 14 февруари, средната скорост (максимално ускорение) - 28 май, максимална скорост (ускорение е нула) - 09 август, средната скорост (забавя минимум) - 6 ноември.

Наблюдаваните и случайни колебания в скоростта на въртене, които се случват на различни интервали, почти единадесет години на близнаци. Абсолютната стойност на относителната промяна в ъгловата скорост достига през 1898. 3,9 × 10 -8, и 1920. - 4,5 х 10 -8. Характерът и естеството на случайни колебания в скоростта на въртене не са добре разбрани. Една хипотеза обяснява нередовните колебанията на ъгловата рекристализация скорост на Земята някои скали във вътрешността на Земята, да промени неговия инерционен момент.

Преди откриването на въртене неравности на производно време за действие единица на Земята - втория - определя като съотношение 1/86400 средното слънчево ден. Непостоянство средних солнечных суток вследствие неравномерного вращения Земли заставило отказаться от такого определения секунды.

В октябре 1959г. Международное Бюро мер и весов постановили дать следующее определение фундаментальной единице времени секунде:

«Секунда есть 1/31556925,9747 доля тропического года для 1900г., январь 0, в 12 часов эфемеридного времени».

Так определяемая секунда получила название «эфемеридной». Число 31556925,9747=86400´365,2421988 есть число секунд в тропическом году, продолжительность которого для 1900 года, январь 0, в 12 часов эфемеридного времени (равномерного ньютонианского времени) равнялась 365,2421988 средних солнечных суток.

Иными словами, эфемеридная секунда есть промежуток времени, равный 1/86400 доле средней продолжительности средних солнечных суток, которую они имели в 1900 году, в январе 0, в 12 часов эфемеридного времени. Таким образом, новое определение секунды было связано и с движением Земли вокруг Солнца, тогда как старое определение основывалось только на её вращении вокруг своей оси.

В наши дни время – физическая величина, которую можно измерить с наивысшей точностью. Единица времени – секунда «атомного» времени (секунда СИ) - приравнена продолжительности 9192631770 периодов излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133, была введена в 1967 году решением XII Генеральной конференции мер и весов, а в 1970 году «атомное» время было принято за фундаментальное реперное время. Относительная точность цезиевого эталона частоты составляет 10 -10 -10 -11 в течение нескольких лет. Эталон атомного времени не имеет ни суточных, ни вековых колебаний, не стареет и обладает достаточной определённостью, точностью и воспроизводимостью.

С введением атомного времени существенно улучшилась точность определения неравномерности вращения Земли. С этого момента появилась возможность регистрировать все колебания скорости вращения Земли с периодом более одного месяца. На рис.1.28 показан ход среднемесячных величин отклонений за период 1955-2000гг.

От 1956-1961. Той ускорява земната ротация, 1962-1972. - Той забавя, и от 1973 г. насам. за момента - отново се ускори. Това ускорение не е приключила и ще продължи до 2010 г.. Ускорение 1958-1961gg въртене. и забавяне 1989-1994gg. Те са краткосрочни колебания. Сезонни колебания водят до това, че скоростта на въртене на Земята е най-ниска през април и ноември, а най-голямото - през януари и юли. Пикът на януари е много по-малко през юли. Разликата между минималната стойност на дължината отклонение на ден през юли и връх през април или ноември 0,001s.

Ris.1.28. Средното отклонение от дължината на ден справка за 45 години

Проучването на нередовен въртенето на Земята, нутация на оста на Земята и движението на полюсите е от голямо научно и практическо значение. Необходимо е Познаването на тези параметри, за да се определи произходът на небесни и земни обекти. Те помагат за подобряване на нашите познания в различни области на науките за земята.

През 80-те години на 20 век, за да замени астрономическите методи за определяне на параметрите на въртене на Земята дойде нови техники геодезично измерване. сателити доплер за наблюдение, лунен лазер вариращи и спътника, глобална система за позициониране GPS, радио интерферометрията е ефективно средство за изучаване на нередовен въртенето на Земята и полярен движение. Най-подходящи за радио интерферометрията са квазари - мощни източници на радио емисии, е изключително малък ъглов размер (по-малко от 0,02²), които са очевидно най-отдалечените обекти във вселената, почти неподвижно в небето. Quasar радио интерферометрията е ефективен и независим от оптично измерване инструмент за изследване на въртеливото движение на Земята.