Fizyka i Chemia Ziemi

Transkrypt

1 Fizyka i Chemia Ziemi Temat 5: Zjawiska w układzie Ziemia - Księżyc T.J. Jopek jopek@amu.edu.pl IOA UAM T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 1

2 Ruch orbitalny Księżyca Obserwowane tarcze Księżyca T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 2

3 UWAGA! Powiększenie kątowego rozmiaru tarczy Księżyca Tego efektu nie da się wyjaśnić zmianami odległości Księżyca od Ziemi. A może Wikipedia pomoże? T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 3

4 Ruch orbitalny Księżyca Fazy Ksieżyca (okres 29.5 doby) T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 4

5 Orbita Ziemi Orbita Księżyca Miesiąc synodyczny Miesiąc gwiazdowy (syderyczny) T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 5

6 Synchronizacja obrotowego i orbitalnego ruchu Księżyca Synchronizacja ruchów sprawia, że powierzchni Ziemi, widzimy 50% powierzchni Księżyca. Dzięki zjawisku libracji (wahaniom) Księżyca dodatkowo widzimy ok. 9% jego powierzchni T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 6

7 Zaćmienia Słońca i Księżyca T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 7

8 Półcień Przekrój obszaru półcienia Ziemi Cień Księżyc na orbicie przed zaćmieniem Zaćmienie Księżyca (schemat) Do Słońca T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi Uwaga! Nierzeczywista skala rysunku 8

9 Schematyczna ilustracja zaćmienia Słońca Obszar częściowego zaćmienia Kierunek od Słońca Pas całkowitego zaćmienia Księżyc Uwaga! Nierzeczywista skala rysunku T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 9

10 T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 10

11 Zdjęcia z zaćmienia Słońca w Meksyku, 1991 r. Fotografie z zaćmienia Księżyca Perły Bailego T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 11

12 Faza całkowitego zaćmienia Słońca, widok korony słonecznej T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 12

13 Szczegóły korony słonecznej. Rezultat złożenia 22 fotografii zaćmienia Słońca T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 13

14 Obrączkowe zaćmienie Słońca T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 14

15 Rodzaje zaćmień Słońca Całkowite Obrączkowe Częściowe T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 15

16 Warunki występowania zaćmień Orbita Księżyca w kolejnym nowiu Orbita Księżyca Orbita Ziemi (ekliptyka) T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 18

17 Barycentrum układu Ziemia Księżyc T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 19

18 Ruch orbitalny Ziemi i Księżyca Ruch Ziemi i Księżyca względem barycentrum (B) Ruch Księżyca względem środka masy Ziemi Płaszczyzna barycentrycznego ruchu Ziemi i Księżyca Płaszczyzna ruchu barycentrum układu Z-K względem Słońca T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 20

19 Ruch barycentrum Ziemi i Księżyca Zmiany w czasie położenia linii węzłów NN orbity barycentrum układu Z-K Zmiany uśrednione odpowiadające konceptualnej płaszczyźnie zwanej ekliptyką T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 21

20 Pływy oceaniczne Rozkład sił przyciągania przez Księżyc różnych punktów Ziemi. Względem układu odniesienia w środku masy Księżyca Względem środka masy Ziemi W wyniku przyciągania Księżyca (barycentrycznego ruchu Ziemi) na powierzchni oceanu powstają wybrzuszenia wywołujące zjawisko morskich pływów (przypływów i odpływów) T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 22

21 Pływy oceaniczne Pływy syzygijne (największe) Uwaga! W celu uproszczenia rozważań dokonano szereg założeń: kołowa orbita Księżyca, brak rotacji Ziemi, brak bezwładności mas oceanicznych Pływy kwadraturowe (najmniejsze) T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 23

22 Ruch obrotowy Ziemi Identyczne kierunki w przestrzeni Okres obrotu Ziemi = T 2 = 23 h 56 m 4. s Stałe nachylenie osi obrotu do płaszczyzny orbity Ziemi T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 24

23 Zmiany szybkości ruchu obrotowego Ziemi T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 25

24 Precesja Luni -Solarna osi obrotu Ziemi Ruch bieguna świata po sferze niebieskiej Efekt przyciągania przez Księżyc oraz Słońce wybrzuszeń Ziemi. Para sił Ma, Mb usiłuje obrócić płaszczyznę równika aby pokryć ją z ekliptyką T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 26

25 Konsekwencje precesji Luni-Solarnej Precesja przemieszcza osie układu współrzędnych astronomicznych W rezultacie zmianie ulegają współrzędne ciała X. Np. zmiany współrzędnych ekliptycznych λ β za okres czasy t wynoszą 50'' t T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 27

26 Ruch ziemskich biegunów Precesyjny ruch biegunów to zjawisko wywołane wpływem czynników zewnętrznych na wirującą spłaszczoną Ziemię. Czynniki wewnętrzne elastyczność ziemskiej bryły, zmienność rozkładu mas we wnętrzu Ziemi indukują dodatkowe zmiany położenia osi obrotu Ziemi względem jej powierzchni. Zjawisko Zjawisko to nosi miano ruchu ziemskich biegunów. Jest to ruch nieregularny, o niewielkiej zmiennej amplitudzie ~0.5 (4 metrów). Jego główną składową jest składowa Chandlerowska o okresie ~14 miesięcy T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 28

27 Koniec tematu T.J.Jopek, Fizyka i chemia Ziemi 29