Revolucija Zemlje i godišnja doba

Šta je revolucija?

Revolucija je kretanje Zemlje oko Sunca. Zemlja se kreće po zatvorenoj putanji – orbiti – koja ima oblik elipse, vrlo bliske krugu. Sunce se ne nalazi tačno u središtu elipse, nego u jednoj od njenih žiža, pa udaljenost Zemlje od Sunca tokom godine malo varira.

• Trajanje: jedan obilazak traje 365 dana 5 sati 48 minuta i 46 sekundi – to je jedna (tropska) godina.
• Dužina putanje: oko 940 miliona km.
• Brzina: prosječno oko 29,8 km/s, odnosno oko 107 000 km/h.
• Smjer: isti kao smjer rotacije – gledano odozgo, iznad Sjevernog pola, suprotno od kazaljke na satu.
• Perihel – najbliža tačka putanje (oko 147,1 mil. km), Zemlja je u njoj početkom januara. Afel – najudaljenija tačka (oko 152,1 mil. km), početkom jula.

Nagib ose i godišnja doba

Zemljina osa je nagnuta za 23°26′ i tokom cijele godine ostaje usmjerena u istom pravcu (prema Sjevernjači). Zato je od marta do septembra prema Suncu više okrenuta sjeverna polulopta, a od septembra do marta južna polulopta. Polulopta okrenuta Suncu dobija zrake pod većim uglom i ima duže dane – na njoj je ljeto.

Pokreni godinu i prati desnu sliku: tačka na kojoj sunčeve zrake padaju okomito (Sunce u zenitu) „putuje“ između sjevernog i južnog povratnika. Pogledaj i kako se mijenjaju dužina dana i podnevna visina Sunca u Sarajevu.

Četiri karakteristična datuma

Riječ ekvinocij (ravnodnevnica) dolazi od latinskog aequus – jednak i nox – noć. Solsticij (suncostaj) dolazi od sol – Sunce i stare – stajati, jer tada Sunce kao da „zastane“ u svom pomjeranju prema sjeveru ili jugu i krene nazad.

Upadni ugao sunčevih zraka

Što zrake padaju strmije (pod većim uglom), to se ista količina energije raspoređuje na manju površinu, pa se tlo jače zagrijava. Kosi zraci se „razliju“ po većoj površini i prolaze duži put kroz atmosferu, pa griju slabije. Zato je podne toplije od jutra, a ljeto toplije od zime.

Podnevna visina Sunca (h) računa se po formuli: h = 90° − φ + δ, gdje je φ geografska širina mjesta, a δ geografska širina na kojoj je Sunce tog dana u zenitu (deklinacija).

Toplotni pojasevi

Zbog oblika Zemlje, nagiba ose i revolucije, Zemlju dijelimo na pet toplotnih (matematičkih) pojaseva, ograničenih povratnicima i polarnicima:

• Žarki (tropski) pojas – između sjevernog i južnog povratnika; Sunce je u podne dva puta godišnje u zenitu, a dan i noć su približno jednaki tokom cijele godine.
• Dva umjerena pojasa – između povratnika i polarnica; Sunce nikada nije u zenitu, a izražena su četiri godišnja doba. Bosna i Hercegovina je u sjevernom umjerenom pojasu.
• Dva hladna (polarna) pojasa – od polarnica (66°34′) do polova; javljaju se polarni dan i polarna noć, koji na samom polu traju po pola godine.

Kalendar i prestupna godina

Godina traje oko 365 dana i 6 sati. Da kalendar ne bi „bježao“ od godišnjih doba, svake četvrte godine dodaje se jedan dan – 29. februar. Takva godina ima 366 dana i zove se prestupna.

Julijanski kalendar uveo je Julije Cezar 46. godine prije nove ere. Pošto je godina zapravo za oko 11 minuta kraća od 365 dana i 6 sati, greška se gomilala. Papa Grgur XIII je 1582. uveo gregorijanski kalendar koji danas koristi većina svijeta: prestupne su godine djeljive sa 4, osim stoljetnih koje nisu djeljive sa 400.

Dokazi revolucije

• Godišnja paralaksa zvijezda – bliže zvijezde tokom godine prividno mijenjaju položaj u odnosu na udaljenije, jer ih posmatramo s različitih tačaka Zemljine putanje. Prvi ju je izmjerio Friedrich Bessel 1838. godine.
• Smjena sazviježđa – zimi i ljeti na noćnom nebu vidimo različita sazviježđa (npr. Orion je „zimsko“ sazviježđe).
• Godišnja doba i promjena podnevne visine Sunca tokom godine.

Vježba

1. Šta je revolucija i koliko traje?
2. Objasni pojmove perihel i afel. Zašto nije ljeto kada je Zemlja najbliže Suncu?
3. Šta se dešava 21. juna na sjevernoj, a šta na južnoj polulopti?
4. Izračunaj podnevnu visinu Sunca u Sarajevu za 21. mart.
5. Navedi granice i osobine pet toplotnih pojaseva.
6. Da li je 2100. godina prestupna? Objasni.
7. Zašto je u Australiji ljeto u decembru?