Орбита Земли

Земля вращается вокруг Солнца световых на среднем расстоянии 149,60 миллиона км (92,96 миллиона миль), или 8,317 минут . ^{[ 1 ]} против часовой стрелки, если смотреть сверху на Северное полушарие . Одна полная орбита занимает 365,256 дней (1 сидерический год ), за это время Земля прошла 940 миллионов км (584 миллиона миль). ^{[ 2 ]} Если игнорировать влияние других тел Солнечной системы , орбита Земли , также называемая вращением Земли , представляет собой эллипс Земля-Солнце с барицентром в качестве одного фокуса с текущим эксцентриситетом 0,0167. Поскольку это значение близко к нулю, центр орбиты находится относительно близко к центру Солнца (относительно размера орбиты).

планеты по орбите Если смотреть с Земли, из-за поступательного движения кажется, что Солнце движется относительно других звезд со скоростью примерно 1 ° к востоку за солнечный день (или на диаметр Солнца или Луны каждые 12 часов). ^{[ номер 1 ]} Земли Орбитальная скорость составляет в среднем 29,78 км/с (19 миль/с; 107 208 км/ч; 66 616 миль в час), что достаточно, чтобы преодолеть диаметр планеты за 7 минут и расстояние до Луны за 4 часа. ^{[ 3 ]}

С точки зрения над северным полюсом Солнца или Земли может показаться, что Земля вращается против часовой вокруг Солнца стрелки. С одной и той же точки зрения может показаться, что и Земля, и Солнце вращаются против часовой стрелки вокруг своих соответствующих осей.

История обучения

Гелиоцентризм — это научная модель, которая впервые поместила Солнце в центр Солнечной системы и поместила планеты, включая Землю, на его орбиту. Исторически гелиоцентризм противостоит геоцентризму , который помещал Землю в центр. Аристарх Самосский уже предложил гелиоцентрическую модель в третьем веке до нашей эры. В шестнадцатом веке Николай Коперник в книге « De Revolutionibus» представил полное обсуждение гелиоцентрической модели Вселенной. ^{[ 4 ]} во многом так же, как Птолемей представил свою геоцентрическую модель во втором веке. Эта « Коперниканская революция » решила проблему ретроградного движения планет , утверждая, что такое движение только воспринимается и кажущееся. По словам историка Джерри Броттона , «хотя новаторская книга Коперника... была [напечатана более] столетием ранее, [голландский картограф] Джоан Блау была первым картографом, включившим свою революционную гелиоцентрическую теорию в карту мира». ^{[ 5 ]}

Влияние на Землю

Земли Из-за наклона оси (часто известного как наклон эклиптики ) наклон траектории Солнца по небу (как видит наблюдатель на поверхности Земли) меняется в течение года. Для наблюдателя на северной широте, когда северный полюс наклонен к Солнцу, день длится дольше, и Солнце появляется на небе выше. Это приводит к повышению средней температуры, поскольку дополнительная солнечная радиация достигает поверхности. Когда северный полюс отклонен от Солнца, ситуация обратная, и погода обычно прохладнее. К северу от Полярного круга и к югу от Полярного круга достигается крайний случай, при котором часть года дневной свет отсутствует вообще, а в противоположное время года дневной свет непрерывен. Это называется полярная ночь и полуночное солнце соответственно. Это изменение погоды (из-за направления наклона оси Земли) приводит к появлению времен года . ^{[ 6 ]}

События на орбите

По астрономическому соглашению четыре времени года определяются солнцестояниями ( две точки на земной орбите максимального наклона земной оси к Солнцу или от Солнца) и равноденствиями ( две точки на земной орбите, где наклоненная ось Земли и воображаемая линия, проведенная от Земли к Солнцу, точно перпендикулярны друг другу). Солнцестояния и равноденствия делят год на четыре примерно равные части. В северном полушарии зимнее солнцестояние происходит примерно 21 декабря; летнее солнцестояние приближается к 21 июня; весеннее равноденствие приходится примерно на 20 марта, а осеннее равноденствие – примерно на 23 сентября. ^{[ 7 ]} Влияние наклона оси Земли в южном полушарии противоположно тому, что наблюдается в северном полушарии, поэтому сезоны солнцестояний и равноденствий в южном полушарии обратны сезонам в северном полушарии (например, сезон северного летнего солнцестояния приходится на в то же время, что и день южного зимнего солнцестояния).

Земли В наше время перигелий возникает примерно 3 января, а афелий — примерно 4 июля. Другими словами, Земля находится ближе к Солнцу в январе и дальше в июле, что может показаться нелогичным для тех, кто живет на севере. полушарие, где холоднее, когда Земля находится ближе всего к Солнцу, и теплее, когда она находится дальше всего. Изменение расстояния Земля-Солнце приводит к увеличению примерно на 7% общего количества солнечной энергии, достигающей Земли в перигелии относительно афелия. ^{[ 8 ]} Поскольку южное полушарие наклоняется к Солнцу примерно в то же время, когда Земля достигает наибольшего сближения с Солнцем, южное полушарие в течение года получает немного больше энергии от Солнца, чем северное. Однако этот эффект гораздо менее значителен, чем изменение общей энергии из-за наклона оси, и большая часть избыточной энергии поглощается большей частью поверхности, покрытой водой в южном полушарии. ^{[ 9 ]}

Сфера Хилла ( гравитационная сфера влияния) Земли имеет радиус около 1 500 000 километров (0,01 а.е. ), что примерно в четыре раза превышает среднее расстояние до Луны. ^{[ 10 ]}^{[ номер 2 ]} Это максимальное расстояние, на котором гравитационное влияние Земли сильнее, чем у более удаленных Солнца и планет. Объекты, вращающиеся вокруг Земли, должны находиться в пределах этого радиуса, иначе они могут потерять связь из-за гравитационного возмущения Солнца.

Орбитальные характеристики
эпоха	Дж2000.0 ^{[ номер 3 ]}
афелий	152.10 × 10 ^ ⁶ км (94,51 × 10 ^ ⁶ мне) 1,0167 а.е. ^{[ номер 4 ]}
перигелий	147.10 × 10 ^ ⁶ км (91,40 × 10 ^ ⁶ мне) 0,98329 а.е. ^{[ номер 4 ]}
большая полуось	149.60 × 10 ^ ⁶ км (92,96 × 10 ^ ⁶ мне) 1.0000010178 АС ^{[ 11 ]}
эксцентричность	0.0167086 ^{[ 11 ]}
наклон	7,155° солнечного экватора до 1.578690° ^{[ 12 ]} в неизменную плоскость
долгота восходящего узла	174.9° ^{[ 11 ]}
долгота перигелия	102.9° ^{[ 11 ]}
аргумент периапсиса	288.1° ^{[ 11 ]}^{[ кол. 5 ]}
период	365,256 363 004 дня ^{[ 13 ]}
средняя орбитальная скорость	29,78 км/с (18,50 миль/с) ^{[ 3 ]} 107 208 км / ч (66 616 миль в час)
скорость в афелии	29,29 км/с (18,20 миль/с) ^{[ 3 ]}
скорость в перигелии	30,29 км/с (18,82 миль/с) ^{[ 3 ]}

Следующая диаграмма иллюстрирует положение и взаимосвязь между линиями солнцестояний, равноденствий и апсид эллиптической орбиты Земли. Шесть изображений Земли представляют собой позиции вдоль орбитального эллипса, которые последовательно представляют собой перигелий (периапсис — ближайшую к Солнцу точку) в любой момент со 2 по 5 января, точку мартовского равноденствия 19, 20 или 21 марта, точку июньского солнцестояния 20, 21 или 22 июня, афелий (апоапсис — самая дальняя точка от Солнца) в любом месте с 3 по 5 июля, сентябрьское равноденствие 22, 23 или 24 сентября и декабрьское солнцестояние 21, 22 или 23 декабря. ^{[ 7 ]}

Преувеличенная иллюстрация эллиптической орбиты Земли вокруг Солнца, отмечающая, что крайние точки орбиты ( апоапсис и периапсис ) не совпадают с четырьмя сезонными крайними точками ( равноденствие и солнцестояние ).

Будущее

Математики и астрономы (такие как Лаплас , Лагранж , Гаусс , Пуанкаре , Колмогоров , Владимир Арнольд и Юрген Мозер ) искали доказательства стабильности планетарных движений, и эти поиски привели ко многим математическим разработкам и нескольким последовательным «доказательствам» Стабильность Солнечной системы. ^{[ 14 ]} По большинству прогнозов, орбита Земли будет относительно стабильной в течение длительных периодов времени. ^{[ 15 ]}

В 1989 году работа Жака Ласкара показала, что орбита Земли (а также орбиты всех внутренних планет) может стать хаотичной и что ошибка всего в 15 метров при измерении начального положения Земли сегодня сделает невозможным предсказать, где Земля будет находиться на своей орбите через чуть более 100 миллионов лет. ^{[ 16 ]} Моделирование Солнечной системы является предметом, охватываемым проблемой n тел .

См. также

Примечания

^ Наша планета совершает оборот вокруг Солнца примерно за 365 дней. Полная орбита имеет угол 360°. Этот факт показывает, что каждый день Земля перемещается по своей орбите примерно на 1°. Таким образом, будет казаться, что Солнце перемещается по небу относительно звезд на такую же величину.
^ Для Земли радиус холма равен
$R_{H}=a\left({\frac {m}{3M}}\right)^{1/3},$
где m — масса Земли, a — астрономическая единица, а M — масса Солнца. Таким образом, радиус в АС составляет около $\left({\frac {1}{3\cdot 332\,946}}\right)^{1/3}\approx 0.01$ . ^{[ нужна ссылка ]}
^ Все астрономические величины изменяются как в течение веков , так и периодически . Приведенные величины представляют собой значения на момент J2000.0 без учета всех периодических изменений. векового изменения
^ Перейти обратно: ^а ^б афелий = а × (1 + е ); перигелий = a × (1 – e ), где a — большая полуось, а e — эксцентриситет.
^ В справочнике указана долгота перигелия , которая представляет собой сумму долготы восходящего узла и аргумента перигелия. Вычитая из этого (102,937 °) долготу узла 174,873 °, получаем -71,936 °. Прибавление 360° дает 288,064°. Это добавление не меняет угол, а выражает его в обычном для долготы диапазоне 0–360°.

Ссылки

^ «Солнце: факты и цифры» . Исследование Солнечной системы . Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства . Архивировано из оригинала 3 июля 2015 года . Проверено 29 июля 2015 г.
^ Джин Миус , Астрономические алгоритмы , 2-е изд., ISBN 0-943396-61-1 (Ричмонд, Вирджиния: Willmann-Bell, 1998) 238. См. Ellipse#Circumference . Формула Рамануджана достаточно точна. ^{[ нужна ссылка ]}
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Уильямс, Дэвид Р. (1 сентября 2004 г.). «Информационный бюллетень о Земле» . НАСА . Проверено 17 марта 2007 г.
^ Об обращении небесных тел . Джон Петреус 1543 г.
^ Джерри Броттон , История мира на двенадцати картах , Лондон: Аллен Лейн, 2012, ISBN 9781846140990 с. 262.
^ «Что вызывает смену времен года? (НАСА)» . Проверено 22 января 2015 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б «Дата и время солнцестояний и равноденствий» . 28 августа 2013 года . Проверено 22 января 2015 г.
^ «Солнечная энергия достигает поверхности Земли» . ИТАКА. Архивировано из оригинала 30 января 2022 года . Проверено 30 января 2022 г. {{cite web}}: CS1 maint: bot: исходный статус URL неизвестен ( ссылка )
^ Уильямс, Джек (20 декабря 2005 г.). «Наклон Земли создает времена года» . США сегодня . Проверено 17 марта 2007 г.
^ ВАЗКЕС, М.; Монтаньес Родригес, П.; Палле, Э. (2006). «Земля как объект астрофизического интереса в поисках экстразолирующих планет» (PDF) . Институт астрофизики Канарских островов . Проверено 21 марта 2007 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и Саймон, Дж.Л.; Бретаньон, П.; Чапрон, Дж.; Шапрон-Тузе, М.; Франку, Г.; Ласкар, Дж. (февраль 1994 г.). «Численные выражения для формул прецессии и средних элементов для Луны и планет». Астрономия и астрофизика . 282 (2): 663–683. Бибкод : 1994A&A...282..663S .
^ Аллен, Клэбон Уолтер; Кокс, Артур Н. (2000). Астрофизические величины Аллена . Спрингер. п. 294. ИСБН 0-387-98746-0 .
^ Рисунок встречается во многих ссылках и основан на элементах VSOP87 из раздела 5.8.3, стр. 675 из следующего: Саймон, Дж.Л.; Бретаньон, П.; Чапрон, Дж.; Шапрон-Тузе, М.; Франку, Г.; Ласкар, Дж. (февраль 1994 г.). «Численные выражения для формул прецессии и средних элементов для Луны и планет». Астрономия и астрофизика . 282 (2): 663–683. Бибкод : 1994A&A...282..663S .
^ Ласкар, Дж. (2001). «Солнечная система: стабильность». В Мёрдине, Пол (ред.). Энциклопедия астрономии и астрофизики . Бристоль: Издательство Института физики . Статья 2198.
^ Гриббин, Джон (2004). Глубокая простота: привнесение порядка в хаос и сложность (1-е изд. в США). Нью-Йорк: Рэндом Хаус . ISBN 978-1-4000-6256-0 .
^ «Возможно столкновение Земли и Венеры» . 11 июня 2009 года. Архивировано из оригинала 23 января 2015 года . Проверено 22 января 2015 г.

Внешние ссылки

Земля – Скорость в космосе – около 1 миллиона миль в час – НАСА и ( обсуждение в WP )

[3] Наша планета совершает оборот вокруг Солнца примерно за 365 дней. Полная орбита имеет угол 360°. Этот факт показывает, что каждый день Земля перемещается по своей орбите примерно на 1°. Таким образом, будет казаться, что Солнце перемещается по небу относительно звезд на такую же величину.

[12] Для Земли радиус холма равен
$R_{H}=a\left({\frac {m}{3M}}\right)^{1/3},$
где m — масса Земли, a — астрономическая единица, а M — масса Солнца. Таким образом, радиус в АС составляет около $\left({\frac {1}{3\cdot 332\,946}}\right)^{1/3}\approx 0.01$ . ^{[ нужна ссылка ]}

[epoch-13] Все астрономические величины изменяются как в течение веков , так и периодически . Приведенные величины представляют собой значения на момент J2000.0 без учета всех периодических изменений. векового изменения

[apsis-14] Перейти обратно: ^а ^б афелий = а × (1 + е ); перигелий = a × (1 – e ), где a — большая полуось, а e — эксцентриситет.

[arg_peri-17] В справочнике указана долгота перигелия , которая представляет собой сумму долготы восходящего узла и аргумента перигелия. Вычитая из этого (102,937 °) долготу узла 174,873 °, получаем -71,936 °. Прибавление 360° дает 288,064°. Это добавление не меняет угол, а выражает его в обычном для долготы диапазоне 0–360°.

[1] «Солнце: факты и цифры» . Исследование Солнечной системы . Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства . Архивировано из оригинала 3 июля 2015 года . Проверено 29 июля 2015 г.

[AA-2] Джин Миус , Астрономические алгоритмы , 2-е изд., ISBN 0-943396-61-1 (Ричмонд, Вирджиния: Willmann-Bell, 1998) 238. См. Ellipse#Circumference . Формула Рамануджана достаточно точна. ^{[ нужна ссылка ]}

[earth_fact_sheet-4] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Уильямс, Дэвид Р. (1 сентября 2004 г.). «Информационный бюллетень о Земле» . НАСА . Проверено 17 марта 2007 г.

[5] Об обращении небесных тел . Джон Петреус 1543 г.

[6] Джерри Броттон , История мира на двенадцати картах , Лондон: Аллен Лейн, 2012, ISBN 9781846140990 с. 262.

[7] «Что вызывает смену времен года? (НАСА)» . Проверено 22 января 2015 г.

[:0-8] Перейти обратно: ^а ^б «Дата и время солнцестояний и равноденствий» . 28 августа 2013 года . Проверено 22 января 2015 г.

[9] «Солнечная энергия достигает поверхности Земли» . ИТАКА. Архивировано из оригинала 30 января 2022 года . Проверено 30 января 2022 г. {{cite web}}: CS1 maint: bot: исходный статус URL неизвестен ( ссылка )

[10] Уильямс, Джек (20 декабря 2005 г.). «Наклон Земли создает времена года» . США сегодня . Проверено 17 марта 2007 г.

[11] ВАЗКЕС, М.; Монтаньес Родригес, П.; Палле, Э. (2006). «Земля как объект астрофизического интереса в поисках экстразолирующих планет» (PDF) . Институт астрофизики Канарских островов . Проверено 21 марта 2007 .

[VSOP87-15] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и Саймон, Дж.Л.; Бретаньон, П.; Чапрон, Дж.; Шапрон-Тузе, М.; Франку, Г.; Ласкар, Дж. (февраль 1994 г.). «Численные выражения для формул прецессии и средних элементов для Луны и планет». Астрономия и астрофизика . 282 (2): 663–683. Бибкод : 1994A&A...282..663S .

[Allen294-16] Аллен, Клэбон Уолтер; Кокс, Артур Н. (2000). Астрофизические величины Аллена . Спрингер. п. 294. ИСБН 0-387-98746-0 .

[18] Рисунок встречается во многих ссылках и основан на элементах VSOP87 из раздела 5.8.3, стр. 675 из следующего: Саймон, Дж.Л.; Бретаньон, П.; Чапрон, Дж.; Шапрон-Тузе, М.; Франку, Г.; Ласкар, Дж. (февраль 1994 г.). «Численные выражения для формул прецессии и средних элементов для Луны и планет». Астрономия и астрофизика . 282 (2): 663–683. Бибкод : 1994A&A...282..663S .

[19] Ласкар, Дж. (2001). «Солнечная система: стабильность». В Мёрдине, Пол (ред.). Энциклопедия астрономии и астрофизики . Бристоль: Издательство Института физики . Статья 2198.

[20] Гриббин, Джон (2004). Глубокая простота: привнесение порядка в хаос и сложность (1-е изд. в США). Нью-Йорк: Рэндом Хаус . ISBN 978-1-4000-6256-0 .

[21] «Возможно столкновение Земли и Венеры» . 11 июня 2009 года. Архивировано из оригинала 23 января 2015 года . Проверено 22 января 2015 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ номер 1 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ номер 2 ]

[ номер 3 ]

[ номер 4 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ кол. 5 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

v т и Земля
Outline History
Atmosphere	Atmosphere of Earth Prebiotic atmosphere Troposphere Stratosphere Mesosphere Thermosphere Exosphere Weather
Climate	Climate system Energy balance Climate change Climate variability and change Climatology Paleoclimatology
Continents	Africa Antarctica Asia Australia Europe North America South America
Culture and society	List of sovereign states dependent territories In culture Earth Day Flag Symbol World economy Etymology World history Time zones World
Environment	Biome Biosphere Biogeochemical cycles Ecology Ecosystem Human impact on the environment Evolutionary history of life Nature
Geodesy	Cartography Computer cartography Earth's orbit Geodetic astronomy Geomatics Gravity Navigation Remote Sensing Geopositioning Virtual globe
Geophysics	Earth structure Fluid dynamics Geomagnetism Magnetosphere Mineral physics Seismology Plate tectonics Signal processing Tomography
Geology	Age of Earth Earth science Extremes on Earth Future Geological history Geologic time scale Geologic record History of Earth
Oceans	Antarctic/Southern Ocean Arctic Ocean Atlantic Ocean Indian Ocean Pacific Ocean Oceanography
Natural satellite	Moon
Planetary science	Evolution of the Solar System Geology of solar terrestrial planets Location in the Universe Solar System
Category

v т и Геодезия
Overview	History Geodesists
Subfields	Cartography Computer cartography Web mapping Earth's orbit Geodetic astronomy Geomatics Gravity of Earth Navigation Photogrammetry Remote Sensing Geopositioning Virtual globe
Physical phenomena	Chandler wobble Coriolis effect Earth's energy budget Earth's gravity field Geodynamo Gravity of Earth Plate tectonics Precession of the equinoxes Tide
Related disciplines	Astronomy Geology Geophysics Mathematics Physics
Geodesy portal Category Commons