Наслідків сферичності Землі та її рухів дуже багато. Еліпсоїдальність та нерівномірність розподілу маси всередині Землі впли вають на рухи штучних супутників Землі та інших літальних апа ратів. Це пов’язано з тим, що силова функція нормального поля тя жіння до земного еліпса є сумою складових: силової функції цент рального поля і відмінностей фактичного поля земного тяжіння від центрального через полярне стиснення. На невеликих відстанях від земної поверхні друга складова обумовлює суттєве зміщення орбіти літального апарата. Велику роль форма Землі відіграє у формуванні закономірнос тей широтної зональності та розподілу сонячного тепла на земній поверхні. Сонячні промені, що падають на Землю, утворюють з нею в один і той же момент у різних точках її різні кути, які залежать від географічної широти, висоти Сонця над горизонтом та рельєфу місцевості. Якщо припустити, що при вертикальному надходженні променів інтенсивність прямої сонячної радіації опівдні дорівнює Оп, то дри зустрічі з земною поверхнею під кутом (3ця інтенсивність буде становити Опзіп (3. Якби Земля була ідеальною кулею, то кути закономірно зменшувалися б від екватора до полюсів. При еліп соїдній, а тим більше при кардіоїдальній її формі та при різниці стис нення Північної і Південної півкуль, ця закономірність зміни р. сут тєво порушується. Все це разом зі змінами висоти Сонця над гори зонтом в часі (доба, сезон, рік) суттєво впливає на надходження со нячного тепла у різні точки географічного меридіана. Про це мож на зробити висновки за даними таблиці 4.2. Таблиця 4.2. Сумарна сонячна радіація у Північній півкулі, мДж/м (Чечкин, 1990) Період Літнє півріччя Зимове півріччя Рік Географічна широта, ф°
0 670,3 673,6 1343,9
10 710,1 617,1 1327,2
30 731,0 453,4 1184,4
40 710,1 352,5 1062,6
60 622,2 140,7 762,9
70 578,6 56,5 635,1
90 555,6
0,0 555,6
Значна геофізична роль розмірів Землі, насамперед її маси М і радіуса Я, які, по суті, визначають швидкість V, необхідну для будьякого тіла з тим, щоб подолати земне тяжіння (V = 2ґ М/Я). Для 2 Землі у= 11,2 км/с.
Осьове обертання Землі також має дуже важливі наслідки. Найдоступнішим людині наслідком осьового обертання Землі є зміна дня і ночі. Це супроводжується змінами протягом доби цілого ряду параметрів геосфер. Наприклад, температура повітря протя гом доби може суттєво змінюватися, зазвичай досягаючи максиму му в середині дня та мінімуму перед сходом Сонця. У полярних районах, коли зміни дня і ночі немає, температура повітря протя гом доби майже не змінюється. При обертанні Землі виникає відцентрова сила, котра відіграє вирішальну роль у формуванні фігури Землі та зменшує силу тяжі ння. Від полюсів до екватора відцентрова сила зростає. Важливим наслідком осьового обертання земної кулі є ілюзія відхилення рухомих тіл від наданого їм напрямку. За законом інерції будь-яке рухоме тіло намагається зберегги напрямок і швидкість руху відносно світового простору. Якщо рух відбувається віднос но поверхні, що переміщується (у даному випадку - Землі), то спо стерігачеві, пов’язаному з цією поверхнею, здається, що тіло змінює напрямок свого руху. В дійсності воно продовжує рухатися у зада ному напрямку, поверхня ж під ним повертається. В той же час на рухоме тіло діє інерційна сила, яку тіло набуло внаслідок обертан ня планети навколо власної осі. Всі тіла, що рухаються горизон тально, відхиляються у Північній півкулі вправо, а у Південній вліво, за напрямком руху. Цей відхиляючий вплив обертання Землі називають ефектом Коріоліса - по імені французького вченого Гюстава Гаспара Коріоліса (1792-1843), який першим у 1835 р. по яснив цей феномен. Найвідчутніше ефект Коріоліса проявляється тоді, коли тіло рухається точно по географічному меридіану, і він повністю відсутній у випадку руху тіла по паралелі. Вплив коріолісової сили на перебіг процесів і явищ у геосферах досить значний. Завдяки цій силі вода в річках інтенсивніше підми ває один з берегів, перевідкладаючи уламкові матеріали на проти лежному березі (закон Бера). Вікова дія цієї сили змушує річки міня ти свої річища, поступово пересуваючи їх у Північній півкулі впра во за течією, внаслідок чого формується стрімкий правий берег і вирівняний пологий лівий берег (наприклад, береги Дніпра, особ ливо у середній течії, береги Волги, Обі, Лєни та ін.). Так само під дією коріолісової сили відхиляються від початкового напрямку водні й повітряні маси в океанах і атмосфері, що суттєво впливає на перебіг глобальних процесів у географічній оболонці планети взагалі і біосфері зокрема. Одним із важливих наслідків добового обертання Землі навколо осі є припливи і відпливи- явище періодичного коливання рівня океа
ну, яке викликається силами притягання Сонця і Місяця. Більша з цих сил - місячна, саме вона визначає основні параметри приплив них явищ. Орбітальний рух Землі також має цілий ряд наслідків для біо сфери. Сюди належать зміни пір року, які обумовлюються змінами потоку сонячного тепла протягом року (табл. 4.2). З орбітальним рухом Землі пов’язаний річний хід температури повітря, води, ґрун ту, гірських порід, верхніх шарів земної поверхні. Одним із наслідків руху Землі по еліптичній орбіті є різна три валість пір року. Це явище пояснюється законом Кеплера: радіусвектор Землі (пряма, що з’єднує центри Землі і Сонця) при їх річно му русі за один і той самий час описує однакові за розміром площі. Оскільки орбіта Землі еліпс, то однакові за площею сектори мають різні дуги, проходження яких за той самий час вимагає різних швид костей. Чим ближче Земля до Сонця, тим швидше вона рухається по орбіті. З нахилом земної осі щодо площини орбіти пов’язана наявність таких характерних паралелей, як тропіки і полярні кола. Тривалість пір року на Землі не залишається сталою. Причини змін зумовлені явищами прецесії. Прецесія- результат неоднаково го притягування Сонцем і Місяцем Землі у різних її частинах. Земля внаслідок її полярної сплюснутості має деякий надлишок маси в ек ваторіальному поясі. Площина екватора, як відомо, не збігається з площиною земної орбіти, тобто з площиною, в якій перебуває Сон це. Світило притягує ближче розташовану до нього частину еква торіального потовщення Землі сильніше, ніж протилежну, намага ючись повернути площину земного екватора до площини екліпти ки. Земля як тіло, що обертається, протистоїть цьому впливу, тому полярні осі дуже повільно описують у просторі конуси з вершиною у центрі Землі. Нахил земної осі до екліптики при цьому не змінюється. Період часу, протягом якого земна вісь описує повний конус, називається прецесивнимциклом(25735 тропічних років). Поряд із цим існують ще принаймні два ритми (41 та 200 тис. років), що зу мовлені взаємодією Землі з Місяцем та Сонцем (Багров, 2000). Оскільки від нахилу площини екватора до екліптики залежить контрастність у надходженні сонячного тепла на різні широти (чим більший кут, тим контрастність більша), а також вираженість се зонів року (чим більший кут, тим вираженість сезонів вища), пре цесія та інші зміни руху Землі зумовлюють періодичні зміни режи му надходження сонячного випромінювання на кожній широті. Наслідками рухів Землі є ритмічні явища, які повторюються у певному напрямку. Ритми мають різну тривалість: від доби (зміна
дня і ночі) до сезонних (зміна пір року) і декількох десятків тисяч років. Добові і сезонні ритми характерні для багатьох природних процесів. З ними пов’язана активність живих організмів, протікан ня в останніх найважливіших фізіологічних процесів. Вплив змін природних явищ на біоритми рослин, тварин і людину незапереч ний (див. гл. 23). Бувають ритми довготривалі (21 тис., 40 тис. і 92 тис. р.), вони обумовлені змінами нахилу екліптики (від 24°36' до 21° 58')- 3 рит мом в 40 тис. років пов’язані зміни клімату нашої планети та її зле деніння. Ритми середньої тривалості (особливо 11,3 р.) виклика ються змінами сонячної активності.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Геофізичні наслідки форми, розмірів і рухів Землі» з дисципліни «Геофізична екологія»
