حركات الارض

حركات الارض تتأثر البيئة الأرضية بصورة مباشرة بالحركات المختلفة لأرض فى الفضاء وما ينتج عنها من ظواهر فلكية كالليل والنهار والفصول الأربعة. وللأرض حركتين رئيسيتين هما : حركتها حول محورها ، وحركتها حول الشمس . ونتيجة لحركة الأرض اليومية حول محورها من الغرب إلى الشرق تبدو لنا القبة السماوية وكأنها السطح الداخلى لكرة مجوفة مركزها الأرض تدور حول نفس المحور ولكن من الشرق إلى الغرب وتكمل دورة واحدة كل 23 ساعة و 56 دقيقة .

حركة الأرض حول محورها
تدور الأرض حول محورها فى 23 ساعة 56 دقيقة 4.09 ثانية وتسمى هذة المدة الزمنية باليوم النجمى ، ويتحدد طول هذا اليوم بواسطة النجوم . فعند رصد موقع نجم ما بالنسبة لنقطة معينة على سطح الأرض فى لحظة معينة وإعادة رصده فى اليوم التالى أى بعد أن تدور الأرض حول نفسها دورة كاملة ، فإن المدة الزمنية بين الرصدتين تسمى باليوم النجمى . أما الفارق الزمنى بين وقت زوال الشمس على خط زوال معين ووقت زوالها على نفس الخط فى اليوم التالى فمقداره 24 ساعة بالضبط ، وتسمى هذة المدة باليوم الشمسى ،ويمكن تحديد إتجاه دوران الأرض بإحدى الطرق الأتية :
1. إذا تخيلنا أننا ننظر إلى نقطة القطب الشمالى من إرتفاع ما فى الفضاء فإننا نرى الأرض تدور فى إتجاه ضد عقرب الساعة .
2. إذا وضعنا أصبعنا فوق نقطة ما على سطح نموزج كروى للأرض بالقرب من دائرة إستوائه ودفنا هذا النموذج نحو الشرق فإننا نجعل الأرض تدور فى إتجاه دورانها الصحيح .
3. إتجاه حركة دوران الأرض عكس إتجاه الحركة الظاهرية للشمس والنجوم فى القبة السماوية ، وحيث تتحرك هذة الأجرام السماوية من الشرق إلى الغرب فإن الأرض لابد وأنها تدور معها من الغرب إلى الشرق .
سرعة دوران الأرض حول محورها
يمكن حساب سرعة دوران الأرض حول نفسها عند نقطة واقعة على دائرة عرض معينة بقسمة طول محيط تلك الدائرة على 24 ساعة .
فإذا كانت هذة النقطة على دائرة الإستواء
· فإن سرعة الدوران = 40.000 ÷ 24 ساعة = 1666.67 كم/ساعة .
أما إذا كانت هذة النقطة واقعة على دائرة عرض 60°
· فإن سرعة الدوران = 2ط(نق × جتا 60) ÷ 24 = 833.38 كم/ساعة .
أى أن سرعة دوران الأرض عند عرض 60° = نصف سرعة دورانها عند الإستواء ، وعلى ذلك فإن سرعة الدوران عند القطب = صفر . ولايستطيع سكان الأرض إدراك هذة الحركة لأنها تتم بمعدل ثابت .

ونخلص من ذلك بنتيجة هامة وهى أن سرعة دوران الأرض حول نفسها تتناقص كلما تزايدت درجة العرض ، أى أنها تتناقص من الإستواء نحو القطبين ويترتب على هذة النتيجة ظاهرتين هامتين هما :

1. نشأة قوة طاردة مركزية تعمل على قذف الأجسام إلى الخارج نحو الفضاء . ولكن قوة الجاذبية الأرضية التى تبلغ 289 مرة قدر قوة الطرد المركزى عن الإستواء تعمل فى الإتجاه المضاد وتثبت الأجسام على سطح الأرض . وتؤثر قوة الطرد المركزى فى وزن الأجسام على سطح الأرض إذ تؤدى إلى تناقص الوزن تدريجياً بالإتجاه من القطبين نحو دائرة الإستواء .
2. تنحرف الرياح والمياه الجارية إلى يمين إتجاهها فى نصف الكرة الشمالى وإلى يسار إتجاه حركتها فى نصف الكرة الجنويى نتيجة لتناقص سرعة الدوران من الإستواء نحو القطبين . وتسمى هذة القوة التى تعمل على إنحراف الرياح بقوة كوريليوس . ولذلك نرى الرياح التجارية الخارجة من نطاق الضغط المرتفع وراء المدارين ( عروض الخيل ) والمتجهة نحو نطاق الضغط المنخفض الإستوائى ( الرهو الإستوائى ) لا تهب فى إتجه شمالى/جنوبى فى نصف الكرة الأرضية الشمالى ولا فى إتجاه جنوبى/شمالى فى نصف الكرة الجنوبى ولكنها تنحرف إلى يمين إتجاهها فتصبح شمالية شرقية فى الشمال وإلى يسار إتجاهها فتصبح جنوبية شرقية فى الجنوب . ويشبهها فى ذلك الرياح القطبية المتجهة من الضغط المرتفع القطبى نحو الضغط المنخفض الستينى . أما الرياح الغربية ( العكسية ) فيكون إتجاهها جنوبى غربى / شمالى شرقى فى نصف الكرة الشمالى ، وشمالى غربى / جنوبى شرقى فى نصف الكرة الجنوبى .
ظاهرة الليل والنهار
ينتج عن دوران الأرض حول محورها الذى يميل بزاوية قدرها 23درجة 27 دقيقة من المستوى الرأسى أما الشمس وجود دائرة الإضاءة circle of illumination وهى الدائرة العظمى التى تفصل بإستمرار بين نصف الأرض المضىء ( النهار ) ، ونصفها المظلم ( الليل ) وهذة الدائرة فى حركة دائمة لإرتباطها بحركة الأرض المستمرة أما الشمس مصدر الضوء .
تقسم دائرة الضوء دوائرالعرض إلى قسمين متساويين فيتساوى طول الليل مع طول النهار على سطح الأرض وذلك فى الإعتدالين الربيعى والخريفى ، أما الإنقلاب الصيفى والشتوى فإن دائرة الضوء تقسم دوائر العرض التى تمر بها إلى أجزاء غير متساوية بإستثناء دائرة الإستواء التى تقسمها إلى قسمين متساويين، وتلامس الدائرتين القطبيتين . وتبعاً لوضع دائرة الضوء أثناء الإنقلاب الصيفى الشمالى تصبح المناطق الواقعة وراء الدائرة القطبية الشمالية فى نهار مدته 24 ساعة فى اليوم بينما العكس صحيح وراء الدائرة القطبية الجنوبية حيث الظلام مدته 24 ساعة فى اليوم . ويؤدى هذا إلى تزايد طول النهار بالإبتعاد من دائرة الإستواء نحو القطب الشمالى ، وتناقصه بلإتجاه نحو القطب الجنوبى . والعكس صحيح فى الإنقلاب الشتوى الشمالى .

الوقت وعلاقته بدوران الأرض حول محورها
للوقت دور كبير فى نشاط الإنسان اليومى ، وهو يقاس بطرق عدة يعتمد بعضها على تكرار الظواهر الأرضية ، وتسمى هذة الطرق بالساعات الطبيعية ، كما عرف الإنسان بعد ذلك الساعات الميكانيكية . ويعد دوران الأرض حول محورها مقياساً طبيعياً لقياس الوقت ، حيث أن هذا الدوران يسمح لبعض الأماكن بإستقبال ضوء النهار بينما تكون أماكن أخرى فى الظلام . وتدور الأرض من الغرب إلى الشرق كما ذكرنا ، وفيما عدا المنطقتين الواقعتين خلف الدائرتين القطبيتين حيث يستمر النهار أو الليل 24 ساعة ، فإنه خلال النهار تظهر الشمس فوق الأفق الشرقى ثم تتحرك إلى أعلى نقطة فى قوس مسارها ثم تهبط بإتجاه الأفق الغربى . ومع حركة الشمس الظاهرية هذة فإن إتجاه وطول ظل الشياء يتغير ، إذ يحدث أطول ظل فى أول النهار ويكون إتجاهه ناحية الغرب ثم يأخذ فى القصر تدريجياً حتى يصبح أقصرظل عندما تكون الشمس فى أعلى وضع لها فى السماء ويحل وقتءذ وقت الزوال المحلى ( الظهر ) كما يحل على كل الأماكن الواقعة على نفس خط الزوال . ثم يأخذ الظل فى الطول التدريجى مرة أخرى حتى يصل إلى أطول ظل فى آخر النهار عند مغيب الشمس ويكون إتجاهه ناحية الشرق . ولقد إستخدمت المزاول الشمسية ( طول ظل الأشياء ) فيما مضى لقياس التوقيت الظاهرى المحلى .
التوقيت العالمى Standard Time
تتحرك الشمس حركة ظاهرية بمعدل ثابت ، ويكون التوقيت الشمسى أثناء اليوم متساوياً عند جميع النقط الواقعة على خط الزوال . وعلى هذا فإن جميع النقط الواقعة على خط زوال جرينتش لها نفس التوقيت الشمسى . ويعرف التوقيت عند خط زوال صفر° بتوقيت جرينتش أو الوقيت العالمى الذى يبدأ منه التوقيت اليومى . وقد إتخذ من وقت الزوال ( الظهر ) على خط الصفر على أنه يحل فى تمام الثانية عشر ظهراً ( ولذلك يسمى هذا الخط بنصف دائرة النهار ) ، بينما فى نفس الوقت تدق الساعة الثانية عشر منتصف الليل على خط زوال 180° ( ولذلك يسمى هذا الخط بنصف دائرة الليل ).
تحديد وقت زوال الشمس
عرفنا فيما سبق أنه يمكن تحديد عرض مكان الراصد فى أى وقت منأوقات السنة عن طريق قياس زاوية إرتفاع الشمس عن خط الأفق فى وقت الزوال ومعرفة عرض تعامد الشمس ويعنى هذا أمران :
1- معرفة وقت الزوال بدقة حتى يمكن قياس زاوية إرتفاع الشمس فى تلك اللحظة .
2- معرفة عرض تعامد الشمس .
وليس وقت الزوال هو الساعة الثانية عشر ظهراً كما يظن الكثيرون . ولتحديد وقت زوال الشمس بالضبط يتم تثبيت شاخص فى وضع رأسى تماماً ، واللحظة التى ينطبق فيها ظل الشاخص على إتجاه الشمال الجغرافى تكون هى وقت الزوال تماماً ، وتكون الشمس وقتئذٍ فوق خط الزوال المار بهذا الشاخص . ويلاحظ عند تسجيل وقت الزوال هذا على مدار السنة بهذة الطريقة أنه يحل أحياناً مبكراً عن الثانية عشر ظهراً ببضع دقائق ، وأحياناً أخرى متأخراً بضع دقائق . وفى أربعة أيام فقط من أيام السنة تكون الشمس فوق خط زوال الشاخص فى تمام الساعة الثانية عشر ظهراً . ويعرف الفرق الزمنى بين الساعة الثانية عشر ظهراً ( وقت زوال الشمس الظاهرى ) ووقت زوال الشمس الحقيقى بمعادلة الوقت Equation of Time . ويقال أن الشمس قد أسرعت عندما تصبح فوق خط الزوال قبل الثانية عشر ظهراً ، وتصبح إشارة معادلة تصحيح الوقت سالبة ، وعندما تأتى فوق خط الزوال بعد الثانية عشر ظهراً يقال أن الشمس قد أبطأت وإشارة التصحيح موجبة . ويلاحظ أن الشمس تتعامد على خط الزوال مبكراً فى الفترة بين سبتمبر وديسمبر ، وتتعامد متأخرة فى الفترة بين يناير ومارس . وخلال هاتان الفترتان فإن قيمة التصحيح فى معادلة الوقت تكون +16 دقيقة ، -14 دقيقة على الترتيب فتضاف أو تطرح إلى الثانية عشر ظهراً . وتسرع الشمس مرة أخرى خلال شهر مايو وقيمة التصحيح تساوى 4 دقائق كما تبطىء خلال شهرى يوليو وأغسطس وقيمة التصحيح 6.5 دقيقة .
دوران الأرض حول الشمس

يطلق على حركة الأرض فى مدارها حول الشمس مصطلح الحركة الإنتقالية revolution . وتعرف الفترة الزمنية اللازمة كى تتم الأرض دورة كاملة حول الشمس بالسنة . وتقاس هذة الفترة الزمنية بعدة طرق :
1- الفترة الزمنية اللازمة لدوران الأرض حول الشمس بدءاً من نقطة على مدارها والعودة إليها ، وذلك بمساعدة أحد النجوم الثابتة فى السماء . وتسمى هذة الفترة بالسنة النجمية Sidereal Year وهى ثابتة الطول .
2- طول الفترة بين إعتدال ربيعى والإعتدال الربيعى التالى له ، أى بين وقت زوال 21 مارس ووقت زوال 21 مارس التالى له . وتسمى هذة الفترة بالسنة المدارية Tropical year وطولها حوالى 365.2422 يوماً أى 365 يوم و 5 ساعات و 48 دقيقة و 45.68 ثانية أى 365 وربع يوماً تقريباً .
وعلى ذلك فإن الفرق بين السنة المدارية وسنة التقويم Calendar Year هو ربع يومأً تقريباً فى السنة . ويتجمع يوم كامل كل أربع سنوات ، ويضاف على شهر فبراير ويصبح اليوم التاسع والعشرون ، وذلك لتصحيح سنة التقويم بالنسبة للسنة المدارية وتسمى بالسنة الكبيسة ، ولكن يظل هناك فرق صغير مقداره 11 دقيقة و 14.32 ثانية أى 0.0078 يوم وإشارته موجبة ، ويتم تصحيحه كل 128 سنة ويسمى هذا التصحيح القرنى . وقد إتفق على حذف سنوات القرون من الكبيسة ما لم تكن أعدادها تقبل القسمة على 400 .
مسار الأرض حول الشمس
تدور الأرض حول الشمس فى إتجاه ضد عقارب الساعة ، وذلك فى إتجاه دوران الأرض حول نفسها . ويسمى المسار الذى تسلكه الأرض فى دورانها حول الشمس بمدار الأرض ، وهو على شكل قطع ناقص وليس بدائرة ولكن نسبة تفلطحه طفيفة . وتحتل الشمس إحدى بؤرتى هذا القطع الناقص .
وفى الحقيقة فإن النقطة التى ترسم مسار الأرض حول الشمس ليست هى مركز الأرض . ويرجع ذلك إلى تلازم كل من الأرض والقمر فى الدوران حول الشمس . وإذا كانت كتلة القمر تساوى كتلة الأرض فإن نقطة مسارهما التى ترسم قطع ناقص حول الشمس هى النقطة الواقعة فى منتصف المسافة بينهما . ولكن كتلة الأرض تزيد 80 مرة عن كتلة القمر ، ولذا فإن مركز مجموع كتلتى الأرض والقمر يقع على مسافة 4800 كم من مركز الأرض . ونقطة المركز هذة لاترسم بدورها قطعاً ناقصاً أثناء دورانها حول الشمس ، لأن القمر يدور حول الأرض فى إتجاه دورانها حول الشمس . فعندما يقع القمر بين الشمس والأرض أى يكون القمر والشمس فى جهة واحدة بالنسبة للأرض ، فإن مركز الدوران ( مركز مجموع كتلتى الأرض والقمر ) يبتعد عن الشمس ، وعندما تقع الأرض بين الشمس والقمر ، أى يكون القمر من الجهة الأخرى للأرض بالنسبة للشمس ، فإن مركز الدوران يقترب من الشمس . ويبلغ مقدار هذا الإبتعاد والإقتراب حوالى 9600 كم . وبمعنى آخر فإن مركز دوران الأرض وتابعها القمر يتبع مساراً متعرجاً حول الشمس .
وهناك قوى جذب أخرى تعمل على تعرج مسار الأرض حول الشمس ، وهى قوى جاذبية كواكب المجموعة الشمسية . وعلى الرغم من أن هذة الكواكب أكبر فى كتلتها من كتلة القمر ، إلا أن نتيجة لبعدها عن الأرض بمسافات كبيرة فإن قيمة قوتها المؤثرة فى تعرج مسار الأرض ضئيلة جداً حتى أنه يمكن إهمالها فى الدراسات الجغرافية والفلكية أحياناً .
ومن ناحية أخرى فإن مجموعة الأرض والقمر لا تتبع فى حركتها حول الشمس نفس المسار تماماً فى السنوات المتتالية ، ففى كل دورة تبدأ مساراً من موضع يقع إلى حد ما فى إتجاه مضاد لإتجاه عقارب الساعة بالنسبة للموضع الذى سبقه .
الأوج والحضيض
تبعد الأرض عن الشمس بمسافة متوسطة قدرها 150 مليون كم ، وحيث أن مدار الأرض حول الشمس على شكل قطع ناقص تحتل الشمس إحدى بؤرتيه فإن المسافة بين الأرض والشمس تزيد وتنقص عن هذة القيمة المتوسطة بمقدار 2.4 مليون كم . وفى يوم 3 يناير تصبح الأرض أقرب ما يمكن للشمس وتبلغ المسافة بينهما 137 مليون كم ، وتسمى النقطة التى تحتلها الأرض حيئذٍ بالحضيض Perihelion وفى يوم 4 يوليو تكون الأرض أبعد ما يمكن عن الشمس وتبلغ المسافة بينهما 152 مليون كم ويقال فى هذا الوضع أن الأرض فى نقطة الأوج Aphelion .
ويترتب على إختلاف المسافة بين الشمس والأرض إختلاف فى كمية الطاقة التى تكتسبها الأرض من الشمس ، ولكن ليس للإختلاف فى المسافة أثر فى حدوث فصلى الصيف والشتاء . يتضح ذلك من توافق وقوع الأرض فى الحضيض ( أى قريبة من الشمس ) مع أبرد أيام السنة فى نصف الكرة الشمالى ، وكذلك حدوث فصل الصيف الجنوبى فى نفس الوقت ، كمل يجب أن يكون الصيف والشتاء فى نصف الكرة الجنوبى أشد قسوة منهما فى نصف الكرة الشمالى ( مع ثبات العوامل الأخرى ) وهذا غير حقيقى . فالعامل الذى يتحكم فى درجات الحرارة على سطح الأرض خلال فصول السنة هو زاوية سقوط أشعة الشمس وليس المسافة التى تقطعها تلك الأشعة فى الفضاء حتى تصل إلى الأرض . وحزمة الأشعة التى تسقط عمودية على سطح الأرض تعطى ضعف الطاقة على السنتيمتر المبرع التى تعطيها حزمة الأشعة التى تسقط بزاوية قدرها 30° .
وتبلغ متوسط سرعة دوران الأرض فى مدارها حول الشمس حوالى 107.000كم/ساعة فى المتوسط . وتختلف السرعة بإختلاف موقع الأرض بالنسبة للشمس على طول مدارها ، إذ تسرع الأرض وهى فى الحضيض وتبطء وهى فى الأوج . ويبلغ طول مدار الأرض حوالى 960 مليون كم .
ميل محور الأرض
يصنع محور دوران الأرض حول نفسها زاوية قدرها 66.5° مع مستوى دائرة البروج ، وبمعنى أخر فإن المحور يميل عن الوضع الرأسى العمودى على مستوى دائرة البروج ب 23.5° درجة .
ويقطع إمتداد محور دوران الأرض القبة السماوية فى نقطتين هما القطب السماوى الشمالى ناحية القطب الأرضى الشمالىوالقطب السماوى الجنوبى ناحي القطب الأرضى الجنوبى . ويخيل لسكان الأرض عند دوران الأرض حول الشمس أن الأرض ثابتة وأن الشمس تدور حولها متنقلة بين مجموعات النجوم . ويسمى المسار الظاهرى المستوى للشمس على القبة السماوية بدائرة البروج أو دائرة الكسوف والخسوف ، لأن الكسوف يحدث إذا تصادف وجود القمر بين الشمس والأرض ويكون فى مستوى الدائرة الكسوفية أو قريباً منها ، وكذلك لأن الخسوف يحدث إذا تصادف وجود الأرض بين الشمس والقمر . والدائرة الكسوفية لاتوازى دائرة الإستواء ولكنها تميل بزاوية 23 درجة 27 دقيقة .
ويترتب على تقاطع الدائرة الكسوفية مع دائرة الإستواء السماوى فى نقطتين مرور الشمس بالنقطة الأولى يوم 21 مارس من كل سنة وتسمى بنقطة الإعتدال الربيعى ، كما تسمى بالنقطة الأولى من الحمل لأنها بداية برج الحمل ، ومرور الشمس بالنقطة الثانية يوم 23 سبتمبر وتسمى بنقطة الإعتدال الخريفى أو النقطة الأولى من الميزان .
الفصول الأربعة
تقع الأرض فى مدارها فى يوم 21 يونيو بحيث يتجه طرف محورها عند القطب الشمالى نحو الشمس بزاوية قدرها 23.5° ، وبذلك فإن نصف الكرة الشمالى يتجه نحو الشمس فى حين يبتعد النصف الجنوبى عنها . ويطلق على هذا الوضع إسم الإنقلاب الصيفى Summer Soltice وبعد ستة أشهر أى يوم 22 ديسمبر تكون الأرض على الناحية المقابلة من المدار ، ويتجه طرف محورها عند القطب الجنوبى نحو الشمس بزاوية قدرها 23.5° . وعليه فإن نصف الكرة الجنوبى يتجه نحو الشمس ونصف الكرة الشمالى يبتعد عنها ، ويطلق على هذة الحالة إسم الإنقلاب الشتوى Winter Solstice . وفى منتصف المسافة بين الإنقلابين تكون الأرض على المدار فى موضع الإعتدالين ، وذلك عند نقطة تقاطع دائرة الكسوف والخسوف مع دائرة الإستواء السماوى كما ذكر من قبل حيث يصنع محمور الأرض زاوية قدرها 90° مع أشعة الشمس . ويقع الإعتدال الربيعى فى 21 مارس والإعتدال الخريفى فى 23 سبتمبر .
الإنقلاب الشتوى
يحل فصل الصيف الجنوبى عند تعامد الشمس على مدار الجدى وقت زوال 22 ديسمبر ، وفى نفس الوقت يحل فصل الشتاء فى النصف الشمالى للأرض .
وفى الشكل

يبين زوايا سقوط أشعة الشمس على دوائر العرض الرئيسية على سطح الأرض كما يبين الدائرة العظمى التى تنصف الأرض إلى نصف مضىء ونصف مظلم والتى تسمى بدائرة الإضاءة . ويلاحظ أن دائرة الإضاءة هذة تقسم دوائر العرض إلى قسمين غير متساويين ما عدا دائرة الإستواء ، كما تمس الدائرة القطبية الشمالية 66.5° ش والدائرة القطبية الجنوبية 66.5° كما يبين الشكل الحقائق التالية :
1- الليل أطول من النهار فى نصف الكرة الشمالى .
2- النهار أطول من الليل فى نصف الكرة الجنوبى .
3- يتزايد عدم التساوى بين الليل والنهار بلإتجاه من الإستواء ناحية القطبين .
4- تتساوى النسبة بين طول الليل وطول النهار على سطح الأرض ، ولكن بصورة عكسية فى نصفيها .
5- يبلغ طول الليل فى المطقة بين الدائرة القطبية الشمالية والقطب الشمالى 24 ساعة لوقوعها فى النصف المظلم ولا تصلها أشعة الشمس عند دوران الأرض ، فالشمس فى ذلك الوقت تحت الأفق .
6- لايبلغ طول النهار فى المنطقة بين الدائرة القطبية الجنوبية والقطب الجنوبى 24 ساعة لوقوعها فى النصف المضىء ولا تدخل فى النصف المظلم عند دوران الأرض ، فالشمس عند خط الأفق فى منتصف الليل وترتفع بالتدريج حتى زاوية إرتفاع 23.5° عند وقت الزوال ثم تنخفض بالتدريج حتى تنطبق على خط الأفق فى منتص الليل التالى .
زوايا إرتفاع الشمس وقت الزوال فى الإنقلاب الشتوى
تختلف زوايا إرتفاع الشمس عن مستوى الأفق وقت الزوال على دوائر العرض المختلفة فى هذا الفصل .
ويبين الشكل
قيم هذة الزوايا عند دوائر العرض الرئيسية . وعلى الرغم من أن سطح الأرض منحنى إلا أن مستوى الأفق بالنسبة للراصد عبارة عن مستوى أفقى تماماً يمس اعمل الطالبة : لمى الخباز عاشر / رابعةلأرض عند موقع الراصد ، ويبدو على شكل دائرة مركزها موقع الراصد .

ياعيني إذا كل البنات متل لملوم الحلوة كل العالم بخير الله يسلم هالأيادي
ميررررسييييييييييي

شو هاد يا لمى عنجد موضوع حلو لأحلى لملومة