Вступ

Земля, як й інші планети Сонячної системи, має кулясту форму. її діаметр становить в середньому 12 750 км.

У багатьох давніх народів існували уявлення про те, що Земля плоска. Пізніше, у Стародавній Греції часів Гомера (IX—VIII ст. до н. е.), Землю уявляли злегка опуклим диском, який з усіх боків омивається водами океану. У часи Піфагора (VI ст. до н. е.) стали припускати, що Земля — куля. Перші докази кулястості Землі належать давньогрецькому вченому Арістотелю (IV ст. до н. е.). Першим, хто визначив розміри земної кулі, був давньогрецький учений Ератосфен (III—II ст. до н. е.). Він визначив довжину дуги 1° меридіана і розрахував довжину всього кола Землі, яка дорівнювала майже 40 000 км.

У період Середньовіччя аж до XV ст. вчення про кулястість Землі відкидалося. Наприкінці XVст. починається період Великих географічних відкриттів. X. Колумб був упевнений, що Земля має форму кулі. Він шукав західний шлях до Індії і відкрив новий материк Америку (1492). Фернан Маґеллан і його супутники здійснили першу кругосвітню подорож (1519—1522 рр.). Відтоді Землю стали зображати у вигляді об’ємної моделі — глобуса. Перший відомий нам глобус діаметром понад 0,5 м був виготовлений німцем М. Бехаймом (1492).

Із розвитком знань про природу Землі уявлення про її форму удосконалювалися. Виявилося, що екваторіальний радіус Землі на 21,4 км довший за полярний.

Більш точно геометричну форму Землі відображає геоїд («землеподібний»).

1. Розвиток уявлень про форму Землі

Уявлення про форму Землі змінювались протягом розвитку людства. Давні народи Землі уявляли її плоскою. В Давній Греції за часів Гомера (IX—VIII ст. до н. е.) Землю уявляли трохи випуклим диском, подібним до щита воїна, і вважали, що сушу звідусіль омиває океан.

За часів Піфагора (VI ст. до н. е.) передбачали, що Земля — куля, як і інші планети. Перші докази кулястості Землі належать давньогрецькому вченому Аристотелю (IV ст. до н. е.). До них він зараховував спостереження за місячними затемненнями, під час яких тінь від Землі, що потрапляє на поверхню Місяця, завжди кругла; зміну вигляду зіркового неба при просуванні по меридіану; розширення горизонту, коли стаєш вище.

Поступово уявлення про Землю як кулю стали базуватися не на спостереженнях, а на точних розрахунках і вимірах. Першим, хто встанови в розміри земної кулі, був давньогрецький вчений Ератосфен (III—II ст. до н. е.). Він виміряв довжину дуги 1° меридіана, а згодом на цій основі визначив довжину всієї Землі за меридіаном (близько 40 000 км).

У період середньовіччя через панування релігії в усіх сферах життя багато наукових уявлень античних народів про Землю заперечувались. Учення про кулястість Землі в цілому відкидалось.

З кінця XV ст. починається відродження науки. Почався період Великих географічних відкриттів. Христофор Колумб у пошуках західного шляху до Індії відкрив Новий Світ — Америку (1492 p.). Васко-да-Гама обійшов Африку, проклав морський шлях до Індії (1497 p.).

Першим довів кулястість Землі на практиці португалець Фернан Магеллан, експедиція якого в 1519— 1522 рр. здійснила перше в історії навколосвітнє плавання. Іспанія і Португалія — сильні морські країни XV ст. — в 1494 р. уклали договір про розподіл сфери впливу. Лінія розділу проходила приблизно по меридіану 46° з. д. (Азорські острови). На захід від цієї лінії землі, води і можливі подальші відкриття вважались іспанськими, а на схід — португальськими. Невиясненим залишалось положення роздільної лінії поблизу східно-азіатських берегів, де розміщені Молуккські острови, якими користувались португальці. Для з’ясування достовірності розміщення островів у Іспанії було сформовано експедицію під керівництвом Магеллана. Подорож почалася 20 вересня 1519 p., і з іспанського порту Сан-Лукар 5 кораблів і 265 осіб перетнули в південно-західному напрямі Атлантику і досягли східного узбережжя Південної Америки. Потім уздовж материка попливли на південь в пошуках протоки, яка веде на захід.

В одній із бухт Магеллан зупинився на зимівлю. У жовтні 1520 р. експедиція продовжила свій шлях. Через декілька днів знайшли прохід на захід — вузьку протоку, яка пізніше була названа іменем Магеллана. 28 листопада 1520 р. кораблі вийшли у відкритий океан і попливли на північ уздовж материка, а згодом почали перетинати океан. Плавання через океан тривало 3 місяці і 20 днів. У березні 1521 р. експедиція досягла Маріанських островів, потім — Філіппінських. Шлях був важкий, не вистачало продуктів, води, майже всі хворіли цингою, 19 осіб померло. Погода була хороша, тому Магеллан назвав океан Тихим.

На Філіппінських островах Магеллан був убитий у сутичці з місцевими жителями. До Молуккських островів добралися два кораблі. Еспіноса очолив один корабель, Елькано другий. Еспіноса відправився в Іспанію східним шляхом, його корабель захопили португальці. Корабель Елькано повертався в Іспанію західним шляхом, через Індійський та Атлантичний океани навколо мису Доброї Надії. Його корабель увійшов у Сан-Лукар 6 вересня 1522 р. З експедиції Магеллана повернулось лише 18 осіб та один корабель.

Експедиція Магеллана довела, що більша частина поверхні Землі зайнята не сушею, а океаном, і що між Америкою та Азією — Тихий океан. Було встановлено єдність Світового океану і підтверджено кулястість Землі.

У зв’язку з розвитком знань про природу Землі уявлення про її форму продовжували вдосконалюватися. Наприкінці XVII ст. на основі роботи Ньютона виникло уявлення про те, що внаслідок обертання навколо своєї осі Земля повинна бути сплюснута біля полюсів — тобто мати форму сфероїда або еліпсоїда. Справді, екваторіальний радіус Землі на 21,4 км довший від полярного.

Пізніше на основі вимірювання сили тяжіння було встановлено, що фігура Землі відрізняється від правильної форми сфероїда через неоднорідну будову надр, нерівномірний розподіл мас. Істинна геометрична фігура, яка відповідає формі Землі, названа геоїдом, її поверхня скрізь перпендикулярна до напрямку сили тяжіння. Поверхня геоїда збігається з вирівняною поверхнею Світового океану. Підняття і опускання геоїда над сфероїдом становлять ±50… ± 100 м.

Істинна фізична поверхня Землі з її горами і западинами не збігається з поверхнею геоїда і відступає від нього на декілька кілометрів.

2. Розміри земної кулі. Добове обертання Землі та його наслідки

Куляста форма Землі визначає її фізико-географічні особливості. Вона зумовлює існування освітленої і затемненої сторін, тобто дня і ночі. На освітленому боці тепло прибуває, а на затемненому — витрачається через випромінювання. Це впливає на стан атмосфери і характер погоди вночі та вдень.

Форма Землі визначає кут падіння сонячних променів до її поверхні. Вони, падаючи на кулясту поверхню в один і той самий моменту різних місцях по широті, дотикаються до Землі під різними кутами. Цим пояснюється різне нагрівання планети на різних широтах. Куляста форма Землі зумовлює зональний розподіл тепла та існування теплових поясів на ній. Від цього залежить розподіл кліматів на Землі та їх зональний характер. Зональність кліматів зумовлює зональні особливості всіх компонентів географічної оболонки — від рельєфу до тваринного світу й рослинності. Отже, закон зональності на Землі зумовлений її кулястою формою.

Куляста форма Землі є також причиною того, що всі явища й рухи по обидва боки екватора протилежні. Якщо в Північній півкулі зима, то в Південній —літо. Вона впливає на основні напрями руху повітряних масу системі загальної циркуляції атмосфери і течій в океанах.

Екваторіальний радіус Землі дорівнює 6378 км, а полярний радіус — близько 6357 км. Довжина кола, проведеного через обидва полюси, дорівнює

40 009 км, а довжина екватора — 40076 км. Площа поверхні Землі — 510 млн км2, із яких 149 млн км2 (29 %) припадає на суходіл і 361 млн км2 (71 %) на поверхню Світового океану.

Куляста форма Землі обумовлює зменшення кута падіння сонячних променів па земну поверхню у напрямку від екватора до полюсів. Це приводить до перерозподілу тепла на поверхні Землі та закономірної зміни природних процесів і явищ у географічній оболонці у напрямку від екватора де полюсів.

Розміри і маса Землі визначають таку силу земного тяжіння, що утримує атмосферу певного складу і гідросферу, без яких неможливе життя.

Земля, як і всі планети Сонячної системи, бере участь одночасно в декількох видах руху. Головними рухами Землі є добове обертання навколо своєї уявної осі та річний рух по орбіті навколо Сонця. Земля обертається навколо своєї осі із заходу на схід.

Географічне значення осьового обертання полягає насамперед в тому, що воно впливає на форму Землі. Сплюснутість Землі біля полюсів є результатом її обертання навколо осі.

Важливим наслідком добового обертання Землі є відхилення тіл, що рухаються горизонтально (вітрів, морських течій тощо), від їхнього первісного напрямку: у Північній півкулі — вправо, у Південній — уліво. Відхилення тіл зумовлене дією сили інерції — силою Коріоліса.

Результатом обертання Землі є зміна дня й ночі, а отже й добова ритмічність явищ і процесів у географічній оболонці. Загальновідомий добовий хід температури, денний і нічний бризи тощо. Дуже яскраво виражений добовий ритм живої природи.

Куляста форма Землі та її осьове обертання дозволили отримати на земній поверхні дві умовні нерухомі точки — полюси (точки, де уявна вісь Землі перетинається із земною поверхнею).

Цікавим доказом обертання Землі навколо осі є дослід з маятником Фуко. Цей експеримент було поставлено у 1851 р. В одному із соборів Парижа до високого купола на тонкому – сталевому дроті завдовжки 67 м підвісилии важку мідну кулю з гострим шпилем. Під маятником на підлозі насилали піску, до якого доторкався шпиль кулі. Коли маятник вивели зі стану рівноваги, то виявилося, що він коливається не в одній площині: шпиль кожного разу креслить нову риску. Досліди з маятником Фуко, проведені на різних широтах, показали, що кут видимого відхилення площини коливання маятника не скрізь однаковий і залежить від широти місця. На полюсі він найбільший. Там маятник відхиляється за кожну годину на 15°. Це пояснюється тим, що на полюсі площина горизонту перпендикулярна до земної осі.

Сама форма Землі теж свідчить про обертання нашої планети. Кардіоїдної (серцеподібної фігури) форми планета набула під дією відцентрової сили, яка виникає при обертанні.

Обертання Землі впливає на її клімат. Якщо куляста форма планети зумовлює існування дня Й ночі, то обертання її зумовлює зміну дня й ночі. День — це період нагрівання Землі, ніч — період її охолодження. Ці періоди короткочасні. Протягом дня поверхня Землі не встигає дуже нагрітись, а протягом ночі — дуже охолонути. До таких кліматичних умов пристосовані живі організми. Ці умови є однією з причин великого поширення життя на Землі.

Градусна сітка Землі утворюється системою, меридіанів і паралелей. Основою для її побудови є, передусім, географічні полюси, що слугують точками відліку.

Уявні лінії на земній поверхні, що з’єднують полюси за найкоротшою відстанню, називають меридіанами. Довжина 1° меридіана в середньому дорівнює 111,1 км. Через сплюснутість Землі вона є дещо більшою біля полюсів (111,7 км) і меншою біля екватора (110,6 км). Напрямок меридіана визначається опівдні за найкоротшою тінню від вертикальних предметів.

На однаковій відстані від обох полюсів проводять уявну лінію, що поділяє Землю на дві півкулі — Північну і Південну — екватор.

Паралелі — це уявні лінії на поверхні Землі, проведені паралельно екватору. Довжина дуги 1° на екваторі становить приблизно 111 км, а з наближенням до полюсів вона зменшується.

Відображення градусної сітки Землі на глобусах і географічних картах називають картографічною сіткою.

Градусна сітка дозволяє визначити місце розташування будь-якої точки на земній поверхні за допомогою географічних координат — широти і довготи.

3. Рух Землі та його наслідки

Земля бере участь у кількох видах руху. Найголовнішими з них є обертання навколо своєї осі та навколо Сонця. Знання про закономірності руху Землі люди використовують для визначення географічних координат і часу, тривалості дня й ночі на різних широтах тощо. Знання про закономірності руху нашої планети дають можливість зрозуміти також усі інші природні закономірності. Так, обертання Землі навколо своєї осі зумовило, зокрема, сучасний розподіл материків і океанів на земній кулі, їхні обриси.

Земля рухається навколо Сонця, як і всі інші планети. Орбіта Землі має форму еліпса, який близький до кола. Відстань від Землі до Сонця змінюється протягом року від 147 млн км — у перигелії (найближчій до Сонця точці орбіти) до 152 млн км — в афелії (найвіддаленішій точці орбіти). Найближче до Сонця Земля перебуває в січні, найдалі — у липні.

Земля рухається по орбіті із заходу на схід з середньою швидкістю близько 30 км/с. Увесь шлях за рік вона проходить за 365діб 6 год 9хв 9 с.

Вісь добового обертання Землі нахилена до площини її орбіти під кутом 66°33′. Упродовж року, перебуваючи у різних точках орбіти, вона спрямована у тому самому напрямку («дивиться» північним полюсом на Полярну зорю). Це приводить до найважливіших географічних наслідків — зміни пір року та тривалості дня і ночі на всіх широтах, окрім екватора.

Нахил земної осі до площини орбіти із збереженням її орієнтації в просторі обумовлює різний кут падіння сонячних променів у різні пори року. Це у свою чергу спричиняє відмінності у нагріванні земної поверхні залежно від пори року, а також зміну тривалості дня і ночі на всіх широтах, крім екватора.

Двічі на рік сонячні промені опівдні падають прямовисно (Сонце перебуває в зеніті) на екваторі та низьких (близьких до екватора) широтах. Однак є дві паралелі, на яких таке явище спостерігається тільки один день на рік. Ці паралелі називаються тропіками.

22 червня, коли вісь Землі північним кінцем нахилена до Сонця, його промені опівдні падають прямовисно на паралелі 23°5/ пн. ш., тобто на Північному тропіку (тропіку Рака). Цей день називають днем літнього сонцестояння.

22 грудня північний кінець земної осі відвернутий від Сонця, яке перебуває в зеніті на Південному тропіку або тропіку Козерога (23°5′ пд. ш.). Це день зимового сонцестояння.

21 березня — у день весняного рівнодення і 23 вересня — у день осіннього рівнодення площина, що розділяє освітлену і затемнену частину земної кулі (термінатор), проходить через обидва полюси і поділяє всі паралелі навпіл. Сонце перебуває в зеніті над екватором. Північна і Південна півкулі у ці дні однаково освітлені й отримують однакову кількість тепла, а усюди на Землі день дорівнює ночі.

В усі дні, крім рівнодень, на всіх широтах, окрім екватора, день і ніч змінюють свою тривалість впродовж року. Між 66°33′ пн. ш. і 66°33 пд. ш. протягом доби відбувається зміна дня й ночі. На паралелі 66°33’пн. ш. у день літнього сонцестояння Сонце не заходить, а зимового — не сходить. Північніше воно може не заходити або не сходити над горизонтом упродовж декількох діб, а на північному полюсі — майже півроку. Таку ніч або день які тривають понад однієї доби, називають полярними. А паралель 66°33′ пн. ш., яка розділяє частину півкулі, де впродовж року усі доби мають звичайні хоч і різної тривалості, ніч і день, з тією, де бувають полярні дні й ночі, називають Північним полярним колом.

На паралелі 66°33 пд. ш. (Південному полярному колі) полярний день і ніч також тривають тільки одну добу, але це спостерігається відповідно у дні зимового та літнього сонцестояння.

На широтах між полярними колами і полюсами полярні дні і ночі тривають від декількох місяців до декількох днів. Решту року там спостерігається звичайна зміна дня і ночі впродовж доби. На широтах, близьких до полярних кіл, улітку спостерігаються так звані білі ночі. Вони є світлими через те, що смеркання після заходу Сонця відразу переходить у світання перед його сходом.

Зі зміною висоти Сонця над горизонтом відбуваються зміни пір року та сезонні зміни в природі. Вони проявляються у зміні температур, вологості повітря та інших елементів погоди, у режимі водойм, у житті рослин, тварин тощо.

У результаті нахилу осі обертання до площини орбіти та річного руху на Землі утворилося п’ять поясів освітлення, обмежених тропіками і полярними колами. Вони відрізняються висотою полуденного Сонця над горизонтом, тривалістю дня, а відповідно й тепловими умовами.

Жаркий пояс, розміщений між Північним і Південним тропіками, займає близько 40 % земної поверхні. Помірні пояси (два) розташовуються між тропіками і полярними колами. Загальна площа помірних поясів складає 52 % земної поверхні. Холодні пояси (два) — від полярних кіл до полюсів, загальною площею 8% земної поверхні.

Головні географічні наслідки обертання Землі навколо своєї осі:

— зміна дня і ночі та добова ритмічність природних явищ;

— форма планети — сплющена біля полюсів і дещо розширена біля екватора;

— виникнення природної сили, під дією якої всі рухомі тіла на поверхні землі відхиляються в Північній півкулі праворуч, а у Південній — ліворуч.

На екваторі, який поділяє земну кулю на дві півкулі — Північну та Південну, кут падіння сонячних променів (і кількість тепла) мало змінюються протягом року. Тому тут немає відомих нам пір року: зими, літа, осені, весни.

Паралелі, між якими сонце опівдні може займати найвище, так зване зенітальне, положення, коли кут падіння сонячних променів дорівнює 90°, називають тропіками. Розрізняють Північний та Південний тропіки. (Знайдіть їх на карті та визначіть широту кожного.) На них Сонце перебуває в зеніті один раз за рік.

З поступовим віддаленням від тропіків до полюсів полуденна висота Сонця закономірно зменшується, і кут падіння сонячних променів ніколи не досягає 90°. Це приводить до зміни пір року.

Характерною ознакою високих широт є полярні день та ніч. Межами їх поширення є паралелі, які називають полярними колами. Розрізняють Північне та Південне полярні кола.  Тривалість полярного дня або ночі закономірно збільшується з наближенням до обох полюсів. На полярних колах вона становить одну добу, а на полюсах — близько півроку.

Головні географічні наслідки руху Землі навколо Сонця:

— зміна пір року;

— сезонна ритмічність природних явищ.

Висновки

Земля — одна з дев’яти планет Сонячної системи. Вона розміщена так, що не відчуває надмірної кількості або нестачі сонячної енергії. Внаслідок дії сили тяжіння земна куля надійно утримує навколо себе необхідну для життя на планеті повітряну оболонку — атмосферу. А потужне магнітне поле оберігає живі істоти від небезпечної дії сонячної радіації.

Відповідно до сучасних уявлень Земля утворилася шляхом згущення холодної пилової хмари. Під дією внутрішніх сил земна куля поступово розігрілася і почала обертатися навколо своєї осі та навколо Сонця, що привело до утворення кулястої форми планети. Форма та рухи Землі зумовлюють прояв географічних закономірностей у розподілі на земній кулі сонячної радіації, температури і опадів, вод суходолу і Світового океану, ґрунтів, рослин і тварин.

Географічні закономірності — це тривалі стійкі взаємозв’язки між географічними об’єктами і явищами,що повторюються в часі та просторі.

Земля має два головні рухи: добовий — навколо її уявної осі, і річний — навколо Сонця. Земля проходить шлях навколо Сонця за 365 діб 5 годин 48 хвилин і 46 секунд по еліпсоїдній орбіті. Довжина обводу еліпса дорівнює 936 250 000 км. Земля рухається навколо Сонця з середньою швидкістю 30 км за секунду, тобто 108 тис. км за годину. Сонце знаходиться не в центрі, а в одному з фокусів еліпса орбіти, тому Земля протягом року буває то ближче до Сонця, то далі від нього. Коли Земля буває в перигелії, тобто найближче підходить до Сонця, відстань її від Сонця дорівнює 147 млн. км. Це буває близько 1 січня. В цей час швидкість руху Землі найбільша. Через півроку, близько І липня, Земля перебуває в афелії, тобто найбільш віддалена від Сонця (152 млн. км). У цей момент швидкість руху земної кулі навколо Сонця найменша.

У результаті руху Землі навколо Сонця і нахилу екліптики відбувається зміна пір року. Віл зміни висоти Сонця залежить розміщення на Землі тропічних і полярних кіл.

Список використаної літератури

1. Барановська О. В., Мирон І. В., Остапчук В. В., Шовкун Т. М.. Фізична географія: Навч. посіб. для старшокласників та абітурієнтів / Ніжинський держ. ун-т ім. Миколи Гоголя. — 2-е вид. перероб., доп. — Ніжин : Видавництво НДУ, 2006. — 163с.
2. Бейдик О. Географія: Посібник для вступників до вузів. — 2.вид. — К. : Либідь, 1996. — 304с.
3. Бойко В. Географія материків і океанів: підручник. — К. : Зодіак-ЕКО, 2007. — 288с.
4. Гілецький Й. Географія материків і океанів. — Т. : Навчальна книга-Богдан, 2010. — 152с.
5. Кобернік С. Географія материків і океанів: Підручник. — К. : Навчальна книга, 2005. — 320с.
6. Масляк П. Географія: Навч. посібник для старшокласників та абітурієнтів:Програма і відповіді на всі запитання. — К. : Знання, 1998. — 828с.
7. Олійник Я. Географія: Навч. посібник для старшокласників та абітурієнтів:Відповіді на всі питання нової програми. — 5-е вид., перероб. і доп. — К. : Знання, 2006. — 456с.