Вопрос 6. Современные представления о магнитосфере.

Стр 1 из 2Следующая ⇒

Магнитосфера — это область пространства вокруг небесного тела, в которой поведение окружающей тело плазмы определяется магнитным полем этого тела.

Форма и размеры магнитосферы определяются силой внутреннего магнитного поля этого небесного тела и давлением окружающей плазмы (солнечного ветра).

С наличием магнитосферы связаны многие проявления Космической погоды, такие как геомагнитная активность, геомагнитная буря и суббуря.

Магнитосфера Земли представляет собой сложный физический объект, формирующийся в результате взаимодействия собственного магнитного поля Земли, межпланетного магнитного поля и сверхзвукового потока солнечного ветра. Кроме того, внутри магнитосферы существуют потоки заряженных частиц, в свою очередь генерирующих магнитные поля.

Магнитосфера обеспечивает защиту, без которой жизнь на Земле была бы невозможна.

Общие сведения

Форму, структуру и размеры магнитосферы Земли определяют два главных фактора:

1. Магнитное поле Земли — в первом приближении может быть аппроксимировано полем магнитного стержня, магнитного диполя, наклоненного примерно на 11° по отношению к оси вращения Земли, хотя существуют и гармоники более высокого порядка, как впервые указал Карл Фридрих Гаусс. Величина дипольного поля Земли 0.3-0.6 Гаусса на земной поверхности, и эта величина убывает обратно пропорционально кубу расстояния, то есть на расстоянии R от Земли оно составляет только 1/R³ от магнитного поля на поверхности. Гармоники магнитного поля более высокого порядка убывают ещё быстрее, таким образом с расстоянием магнитное поле диполя становится преобладающим в магнитосфере Земли.

2. Солнечный ветер — представляет собой быстрый поток горячей плазмы, уходящей от Солнца во всех направлениях. Типичная скорость солнечного ветра на границе земной магнитосферы 300—800 км/с. Солнечный ветер состоит из протонов, альфа-частиц и электронов, так что в целом он квази-нейтрален. Солнечный ветер пронизан межпланетным магнитным полем, которое представляет собой главным образом магнитное поле Солнца, переносимое плазмой солнечного ветра на дальние расстояния.

Вопрос 7. Роль магнитосферы в защите Земли от плазмоидов и корпускулярных частиц. Понятие о радиационных поясах и магнитных ловушках.

Вопрос 8. Развитие представлений о форме и размерах Земли. Оценка вклада Аристотеля, Эратосфена и И. Ньютона в решении данного вопроса.

Вопрос 9. Доказательства шарообразности Земли.

Доказательства шарообразности Земли:

1. При восходе Солнца его лучи освящают сначала облака и другие высокие предметы, тот же процесс наблюдается и во время заката.

2. На ровной открытой поверхности или на берегу моря, удаляющиеся от наблюдателя предметы постепенно скрываются за линией горизонта.

3. При подъеме вверх увеличивается кругозор. На ровной поверхности человек видит вокруг себя на 4 км, на высоте 20 м уже 16 км, с высоты 100 м кругозор расширяется на 36 км. На высоте 327 км можно наблюдать пространство диаметром 4000 км.

4. Все небесные тела нашей солнечной системы имеют шарообразную форму и Земля в этом случае не исключение.

5. Фотоснимки Земли из космоса.

Фигура и размеры Земли имеют большое географическое значение. Шарообразная фигура Земли обусловливает уменьшение угла падения солнечных лучей на земную поверхность от экватора к полюсам и образование нескольких тепловых поясов. Тепловые пояса, в свою очередь, наряду с другими факторами (величиной и массой Земли, определенного расстояния от Солнца) обуславливают закономерное изменение многих природных процессов и компонентов географической оболочки по направлению от экватора к полюсам, т.е. широтную зональность. Размеры и масса Земли предопределяют такую силу земного притяжения, которая удерживает атмосферу и гидросферу, без которых невозможно существование жизни.

Вопрос 10. Современные представления о форме нашей Планеты. Земля как трехосный эллипсоид и геоид.

Форма Земли (геоид) близка к сплюснутому эллипсоиду. Расхождение геоида с аппроксимирующим его эллипсоидом достигает 100 метров. Средний диаметр планеты равен примерно 12 742 км, а окружность — 40 000 км.

Вращение Земли создаёт экваториальную выпуклость, поэтому экваториальный диаметр на 43 км больше, чем диаметр между полюсами планеты. Высшей точкой твёрдой поверхности Земли является гора Эверест (8848 м над уровнем моря), а глубочайшей — Марианская впадина (11 022 м под уровнем моря). Поэтому, по сравнению с идеальным эллипсоидом, Земля имеет допуск в пределах 0, 17 %.

Из-за выпуклости экватора самой удалённой точкой поверхности от центра Земли фактически является вершина вулкана Чимборасо в Эквадоре.

Геоид – это тело, поверхность которого в каждой точке перпендикулярна вектору силы тяжести.

Поверхность океанов и геоида почти совпадают, на материках такого совпадения нет.

В действительности в различных местах поверхность Земли может значительно отличаться от геоида. Для лучшей аппроксимации поверхности вводят понятие референц-эллипсоида, который хорошо совпадает с геоидом только на каком-то участке поверхности. Референц-эллипсоиды в целом имеют геометрические параметры, отличные от геометрических параметров среднего земного эллипсоида, который описывает земную поверхность в целом.

На практике используется несколько различных средних земных эллипсоидов и связанных с ними систем земных координат.

Вопрос 11. Осевое вращение Земли и его влияние на форму нашей Планеты, возникновение суточной ритмики природных процессов и возможности построения сетки географических координат.

+ к вопросам 11 - 13 – Учебник - А.П. Шубаев - стр. 67-78!!!!!!!

Земля совершает много различных движений, из которых важное географическое значение имеют:

1) cуточное вращение вокруг оси;

2) годовое обращение вокруг Солнца;

3) движение вокруг общего центра тяжести системы Земля – Луна.

Осью вращения Земли называется прямая, проходящая через центр её массы, вокруг которой Земля вращается.

Вращение Земли (вместе с шарообразной формой) в поле солнечной радиации (свет и тепло) определяет западно-восточное протяжение зон природы.

Для природы земной поверхности осевое вращение Земли имеет большое значение.

Оно создаёт основную единицу времени – сутки, делящиеся на две главные части – освещенную и неосвещенную.

От суток зависит важнейшая черта теплового режима (а не количества тепла) земной поверхности – смена дневного нагревания и ночного охлаждения. При этом важна не только смена, но и их продолжительность.

Суточная ритмика проявляется и в неживой природе: в нагревании и охлаждении горных пород и выветривании, температурном режиме водоёмов, температуре воздуха и ветрах, наземнх осадках.

Суточное вращение и его значение для географической оболочки. Ось вращения Земли отклонена от перпендикуляра к плоскости эклиптики (плоскости земной орбиты) на угол в 23, 5º. Угол наклона при движении по орбите вокруг Солнца сохраняется.

Осевое вращение Земли происходит с запада на восток или против часовой стрелки, если смотреть от северного полюса Мира.

Оборот вокруг своей оси Земля совершает за 24 часа (гражданское время).

Среднее звёздное время – это время между двумя последующими кульминациями звезды над данными меридианами. (23 ч 56 мин 4 с).

Солнечное время – это промежуток времени между двумя последующими кульминациями Солнца над данными меридианами.(24 ч 3 мин 56 с).

Угловая скорость вращения – это угол, на который поворачивается любая точка, находящаяся на поверхности земли за час (15^о в час).

Линейная скорость вращения:

· на экваторе – максимум 464 м/с

· 10^{о –}456, 6 м/c

· 30^о– 401, 8 м/с

· 60^о – 232 м/с

Величина, меняющейся скорости сказывается на величине центробежной силы (прямо пропорционально).

Линейная скорость сказывается на форме планеты (обуславливает сжатие планеты с полюсов).

Благодаря вращению поверхности Земли есть две подвижные точки (Северного и Южного полюсов), которые дают возможность построения координатной сетки.

Экватор – это воображаемая линия, образ. в результате пересечения Земли плоскостью, перпендикулярно земной оси и проведенной через центр Земли.

Параллели – это воображаемые линии, образ. в результате пересечения Земной поверхности плоскостями, параллельными экватору.

Меридианы – это воображаемые линии, образ. в результате пересечения Земной поверхности плоскостью через Северный и Южный полюс.

12 Следующая ⇒