Shrnutí na Země ve vesmíru a její pohyby

## Úvod Toto učební materiál shrnuje základní poznatky o Zemi a jejích pohybech, které ovlivňují denní a roční rytmy, střídání ročních období a slapové jevy. Text je určen pro samostudium a rozdělí složité pojmy na přehledné části s příklady a aplikacemi. ## Tvar Země a základní údaje > Země má tvar geoidu: přibližně kulovitý tvar s drobnými odchylkami způsobenými rotací a nerovnostmi povrchu. - Poloměr Země je přibližně $6\,378\ \mathrm{km}$. - Obvod rovníku je $40\,075\ \mathrm{km}$. - Náklon zemské osy vůči rovině oběhu kolem Slunce je $23{,}5^{\circ}$. - Země má přirozenou družici Měsíc a mnoho umělých družic. Did you know that obvod rovníku je přibližně $40\,075\ \mathrm{km}$ a polární průměr je o něco menší kvůli zploštění u pólů? ## Pohyby Měsíce (stručně, jen v rozsahu vztahu k Zemi) > Siderický měsíc: doba, za kterou se Měsíc vrátí do stejné polohy vůči hvězdám. - **Siderický měsíc**: $27{,}3\ \mathrm{dne}$. - **Synodický měsíc** (fáze): $29{,}5\ \mathrm{dne}$; jde o dobu mezi stejnými fázemi (např. Novem → Nov). - Měsíc má vázanou rotaci: otočí se kolem své osy za stejný čas, za který oběhne Zemi, proto vidíme stále jednu stranu Měsíce. - Oběh Země a Měsíce kolem společného těžiště (barycentra) vyvolává odstředivou složku, která spolu s gravitačními silami způsobuje přílivy a odlivy. Fun fact: Vázaná rotace Měsíce způsobila, že jedna strana Měsíce byla znatelně méně zkoumaná z povrchu Země až do doby kosmických misí. ## Pohyby Země – přehledně > Různé pohyby Země mají konkrétní důsledky: střídání dne a noci, roční období, slapové jevy a zdánlivý pohyb hvězd. ### 1) Rotace Země kolem vlastní osy > Rotace Země: otočení Země kolem své osy, které způsobuje střídání dne a noci. - Směr: proti směru hodinových ručiček (ze Západu na Východ). - **Hvězdný den (siderický den)**: doba otočení do stejné polohy vůči hvězdám, $23\ \mathrm{h}\ 56\ \mathrm{min}\ 4\ \mathrm{s}$. - **Sluneční den**: doba otočení do stejné polohy vůči Slunci, přibližně $24\ \mathrm{h}$. - Důsledky rotace: - střídání dne a noci, - vznik odstředivé síly a Koriolisovy síly (ovlivňuje proudění vzduchu a oceánů), - důkaz rotace: Foucaultovo kyvadlo. Praktický příklad: Koriolisova síla způsobuje, že na severní polokouli se větry stáčejí doprava a na jižní doleva; to ovlivňuje tvorbu cyklón a anticyklón. ### 2) Oběh Země kolem Slunce (bez podrobností o astronomii) > Oběh Země kolem Slunce: Země obíhá po eliptické dráze, což spolu s náklonem osy způsobuje roční období. - Tropický rok (doba mezi jarními rovnodennostmi): $365{,}2422\ \mathrm{dne}$. - Přestupný rok: každé 4 roky přidáme den (29. únor) kvůli tomu, že rok není přesně 365 dnů. - Perihelium (nejbližší vzdálenost od Slunce) přibližně $147\ \mathrm{mil\ km}$ v prosinci. - Afélium (nejvzdálenější bod) přibližně $152\ \mathrm{mil\ km}$ v červnu. Důsledek: střídání ročních období v důsledku náklonu osy $23{,}5^{\circ}$, nikoli kvůli vzdálenosti od Slunce. Věděli jste, že roční období vznikají především kvůli náklonu zemské osy $23{,}5^{\circ}$ a ne rozdílu vzdálenosti Země od Slunce? ### 3) Otáčení Země kolem barycentra se Měsícem > Barycentrum: společné těžiště soustavy Země–Měsíc leží asi $1\,700\ \mathrm{km}$ pod povrchem Země. - Důsledek tohoto pohybu jsou slapové jevy: přílivy a odlivy. - Typy slapů: - skočný příliv a odliv: když jsou Slunce, Země a Měsíc téměř v jedné přímce → vyšší přílivy, - hluchý příliv a odliv: když je Měsíc v prvním nebo třetím čtvrti → slabší přílivy. Praktický příklad: Rybáři a přístavy využívají znalosti doby přílivu/odlivu pro bezpečné vjezdy lodí. ### 4) Precese a nutace (pohyb zemské osy) > Precese: pomalá změna směru zemské osy způsobená gravitačními silami, nutace: malé kmitání v tomto pohybu. - Důsledky: dlouhodobé změny v orientaci osy, ovlivňují polohu rovnodenností na obloze v geologických měřítkách času. ## Zeměpisné souřadnice (stručně a prakticky) > Zeměpisná síť: systém rovnoběžek (šířka) a poledníků (délka) k určení polohy na zemsk