3. Законы движения Земли.
Земля является третьей от Солнца планетой Солнечной системы. Она обращающаяся вокруг Солнца по эллиптической орбите.
Эклиптика – это большой круг небесной сферы, по которому проходит видимое годичное перемещение Солнца (точнее, его центра). Пересекается с небесным экватором в двух точках (весеннего и осеннего равноденствий). Плоскость эклиптики наклонена к плоскости небесного экватора под углом 23º27′.
Эклиптика движения Земли близка к круговой. Её среднее расстоянии от Солнца – 149,6 млн км (перигелий13 – 147 млн км, афелий14 – 152 млн км) за период (см. рис. 1 на стр. 7)
Средняя скорость движения Земли по орбите – 29,765 км/сек (при этом в перигелии – 30,3 км/сек., в афелии – 29,3 км/сек.). Полный путь по орбите Земли проходит за 365,24220 средних солнечных суток (365 суток 5 часов, 48 мин. и 46 сек.).
Период обращения вокруг оси 23 часа 56 минут 4,1 секунды. Вращение вокруг оси вызывает смену дня и ночи,
Зодиак. Совокупность двенадцати созвездий (их называют зодиакальными), по которым Солнце совершает свой видимый путь в течение года называется Зодиак15: Рыбы (в этом созвездии в настоящее время находится точка весеннего равноденствия, в которой Солнце бывает около 21 марта), Овен, Телец, Близнецы, Рак, Лев, Дева, Весы, Скорпион, Стрелец, Козерог, Водолей, Рыбы. Большинство этих созвездий ещё в глубокой древности было названо именами животных, откуда и происходит название «зодиак» (от греч. zооdiakos – животное). (См. рис. 8 на стр. 19 – знаки зодиака).16
Равноденствия и солнцестояния. В понимании законов движения Земли большое значение имеют моменты равноденствия и солнцестояния, а также смена времён года (сезонных изменений)
Равноденствие, момент времени, в который центр Солнца проходит через точку пересечения небесного экватора с эклиптикой (склонение Солнца равно нулю)17. Равноденствие бывает дважды в течение года: весеннее равноденствие (20-21 марта), когда Солнце в своём видимом движении пересекает небесный экватор и переходит из южного полушария неба в северное (в Северном полушарии Земли начинается весна, а в Южном – осень), и осеннее равноденствие (23 сентября), когда в противоположной точке эклиптики совершается обратный переход Солнца из северного полушария неба в южное.
В дни весеннего равноденствия (20-21 марта) и осеннего равноденствия (23 сентября) на всей Земле продолжительность дня, исключая районы земных полюсов, почти равна ночи и отличается от 12 часов лишь на несколько минут вследствие рефракции18 и значительной величины видимого диаметра Солнца.
Момент времени, когда центр Солнца проходит через самую северную (21-22 июня) или самую южную (21-22 декабря) точки эклиптики, называется солнцестоянием19. В первом случае этот момент называется летним солнцестоянием (Солнца проходит через самую северную точку эклиптики, имеющую склонение +23˚27`), во втором случае – осенним солнцестоянием (Солнца проходит через самую южную точку эклиптики, имеющую склонение –23˚27`)
Вблизи солнцестояний склонение Солнца изменяется очень медленно, так как в этом месте движение Солнца по эклиптике происходит почти параллельно небесному экватору. В связи с этим полуденная высота Солнца в течение нескольких дней остаётся почти постоянной, с чем связан и сам термин «солнцестояние»20.
Сезонные изменения. Наклон земной оси к плоскости эклиптики составляет 66º33' 22", что определяет сезонное время на Земле – смену времён года (см. рис. 6 на стр. 17).
Смена сезонных изменений (времён года) – весна, лето, осень, зима обусловлена движением Земли по орбите вокруг Солнца и наклоном её оси вращения к плоскости земной орбиты под углом 66˚33`. Наклон оси и постоянство её направления в пространстве приводят к тому, что в один период года Солнце освещает больше Северное полушарие, в другой – Южное (см. рис. 6 на стр. 17). В результате происходит смена времён года.
Другими словами, при движении Земли вокруг Солнца ось перемещается параллельно самой себе и поэтому в течение года оказывается наклоненной по направлению к Солнцу попеременно то северным, то южным своим концом (т. е. полюсом Земли). В первом случае в Северном полушарии Земли тепло, в Южном полушарии – холодно, а во втором случае – наоборот.
Астрономическое начало времени года в Северном полушарии совпадает с моментами прохождения Солнца через следующие точки земной орбиты: начало весны – 20 или 21 марта (точка весеннего равноденствия), начало лета – 21 или 22 июня (точка летнего солнцестояния), начало осени – 23 сентября (точка осеннего равноденствия), начало зимы – 21 или 22 декабря (точка зимнего солнцестояния).