Сьогодні всім відомо, що Земля кругла, проте вчені не вважають нашу планету ідеально кулястою. Вони визначили, що середній радіус Землі становить 6371 км. Водночас, полюсний радіус (відстань від центру планети до полюсів) дорівнює 6357 км, а екваторіальний (відстань від центру до екватора) — 6378 км. Тобто полюсний радіус на 21 км менший за екваторіальний. Такі розрахунки вказують на те, що Земля дещо сплюснута біля полюсів.

Водночас земна поверхня має значні виступи гір (найбільша — 8850 м, Еверест) і глибоководні западини (найбільша — 11 022 м, Ма-ріанська). Усі нерівності земного рельєфу неможливо вписати в жодну математичну форму, тому фігуру, яка характеризує форму нашої планети, вчені назвали геоїд. Поверхня геоїда повторює поверхню води у Світовому океані, яка уявно продовжена під материками.

1. Зміни уявлень про форму Землі: від найдавніших часів до сьогодення.

Уявлення людей про форму й розміри Землі змінювалися з розширенням їхнього світогляду і з розвитком науки. Вперше думку про кулястість нашої планети висловив давньогрецький учений Піфагор (V! ст. до н. е.). Проте перші докази кулястості Землі навів учений Аріс-тотель (IV ст. до н. е.), а майже точно обчислив її розміри у II ст. до н. е. Ератосфен.
На зламі XVII—XVIII ст. І. Ньютон довів, що Земля — це не ідеальна куля, а дещо сплющена біля полюсів. Причиною цього є обертання Землі навколо своєї осі. Саме воно зумовило нерівномірний розподіл земної маси (біля екватора вона більша, а на полюсах — менша) і сприяло формуванню геометрично неправильної форми, яку назвали геоїд.

2. Вплив форми Землі на географічну оболонку

Куляста форма визначає особливості природи нашої планети. Зокрема, кут падіння сонячних променів на кулясту поверхню в один і той самий момент на різних широтах буде різним, тому й нагріватися поверхня буде нерівномірно: на екваторі — найбільше (там промені падають майже прямовисно), у напрямку до полюсів — менше. Це зумовлює зональний (смугами від екватора до полюсів) розподіл освітлення й тепла на планеті. Залежно від цього зонально формуються й різні типи клімату на Землі, що зумовлює зональні особливості всіх компонентів географічної оболонки — ґрунтів, рослинності, тваринного світу.

Куляста форма Землі також є причиною того, що деякі явища по обидва боки від екватора є протилежними: якщо в Північній півкулі зима, то в Південній — літо, якщо в Північній півкулі течії в океанах рухаються за годинниковою стрілкою, то в Південній — проти.

3. Рухи Землі та їх наслідки

Земля в просторі здійснює два основні типи рухів: обертається навколо своєї осі та рухається навколо Сонця.

Обертання навколо своєї осі відбувається із заходу на схід (проти руху годинникової стрілки). Повний оберт Земля здійснює за добу (24 год). Унаслідок обертання навколо своєї осі Земля набула форми геоїда. Обертаючись, Земля освітлюється Сонцем то з одного боку, то з іншого — так настають то день, то ніч. З їх чергуванням пов’язаний добовий ритм — зміна природних явищ і процесів у географічній оболонці. Наприклад, протягом доби змінюються температура і тиск повітря, спостерігаються припливи і відпливи, починається і припиняється активність тварин і людини.

Навколо Сонця Земля рухається по орбіті. Повний оберт, як вам відомо, вона здійснює за рік (365 днів). Цей річний рух можна спостерігати за положенням Сонця на небі: змінюється його полуденна висота і зміщуються місця сходу і заходу Сонця.

Під час руху планети навколо Сонця земна вісь постійно нахилена до площини орбіти під кутом 66,5°. Тому протягом року сонячні промені освітлюють більше то Північну півкулю, то Південну. Дні, коли Сонце освітлює одну з півкуль найбільше, а іншу — найменше, а потім навпаки, називаються днями сонцестояння. Протягом року буває два сонцестояння — літнє й зимове.

Коли Земля звернена до Сонця Північним полюсом, тоді воно більше освітлює й нагріває Північну півкулю. Дні там стають довші за ночі. Настає тепла пора року — літо. День 22 червня буде найдовшим у році, а ніч найкоротшою — це день літнього сонцестояння. У цей день сонячні промені прямовисно (під найбільшим кутом — 90°) падатимуть не на екватор, а на паралель 23,5° пн. ш. Цю паралель називають Північним тропіком. У цей час Південну півкулю Сонце освітлює і нагріває менше — там зима. Для Південної півкулі 22 червня буде днем зимового сонцестояння.

Через півроку Земля займе таке положення на орбіті, коли до Сонця буде звернена Південна півкуля — тоді там настане літо, а в Північній півкулі буде зима. День 22 грудня буде найкоротшим у році, а ніч найдовшою — це день зимового сонцестояння. Для Південної півкулі цей день, навпаки, буде днем літнього сонцестояння. Промені Сонця прямовисно падатимуть на паралель 23,5° пд. ш. — це лінія Південного тропіка. Тривалість дня і ночі протягом року однакові лише на екваторі — по 12 год.

Двічі на рік на півшляху між літнім і зимовим положеннями Земля розташована щодо Сонця так, що сонячні промені однаково освітлюють як Північну, так і Південну півкулю. Тоді тривалість дня і ночі на всій Землі, окрім полюсів, буде однаковою. Це буває у дні рівнодення — 23 вересня (день осіннього рівнодення) і 21 березня (день весняного рівнодення). У ці дні сонячні промені прямовисно падатимуть на екваторі.

Якби земна вісь не мала нахилу, на Землі завжди було б рівнодення і пори року не змінювалися.

Коли Земля звернена до Сонця Північною півкулею, то на Північному полюсі й у приполярній частині воно не заходить за горизонт і світить цілодобово (ніч не настає). Це явище називається полярний день. На самому полюсі він триває півроку (180 діб). Проте через кулясту форму планети сонячні промені там падають під дуже малим нахилом і майже не нагрівають поверхню. Це приводить лише до послаблення морозів. Чим далі на південь, то тривалість полярного дня зменшується до однієї доби на паралелі 66,5° пн. ш. Її називають Північним полярним колом. Ця лінія є межею, за якою далі на південь Сонце вже опускатиметься за горизонт, і зміна дня та ночі відбуватиметься щодоби. У цей час Південний полюс відвернутий від Сонця. На полюс і приполярну частину протягом доби сонячні промені взагалі не потрапляють. Сонце не з’являється з-за горизонту, і день не настає. Це явище називається полярна ніч. На самому полюсі вона триває півроку (180 днів), а чим далі на північ, то зменшується до однієї доби на паралелі 66,5° пд. ш. Цю паралель називають Південним полярним колом. Далі на північ від неї Сонце вже з’являється на горизонті, і зміна дня та ночі відбувається щодоби.

Річний рух Землі навколо Сонця зумовлює сезонний ритм — зміни явищ і процесів у географічній оболонці з порами року — наприклад, зміну додатних температур на від’ємні і навпаки, випадання і танення снігу, цвітіння рослин, появу листя на деревах і його опадання тощо.

Осьове обертання та орбітальний рух Землі рівномірні й ніколи не припиняються. Із ними пов’язане таке поняття, як час. Основними одиницями його вимірювання є доба (для коротких відрізків часу) та рік (для більших).

4. Розподіл поясів освітлення на планеті

Лінії тропіків і полярних кіл є межами смуг на поверхні Землі, що відрізняються висотою полуденного Сонця над горизонтом, кутом падіння сонячних променів та тривалістю дня. Ці смуги називають поясами освітлення. На Землі розрізняють п’ять основних поясів освітлення.

Жаркий пояс. Цей тепловий пояс лежить по обидва боки екватора між тропіками (23,5° пн. ш. і 23,5° пд. ш.). Їх лінії обмежують широтну смугу, де двічі на рік (або один раз на рік на самих тропіках) у дні сонцестояння Сонце перебуває в зеніті (у найвищій точці). Кут падіння сонячних променів там великий протягом усього року, і земна поверхня одержує найбільше сонячного тепла. Тому там постійно жарко.

Помірні пояси. Ці теплові пояси (між 23,5° та 66,7° широти) простя-глися в обох півкулях між тропіком і полярним колом. Сонце тут ніколи не буває в зеніті, але не спостерігається ні полярний день, ні полярна ніч.

Сонячні промені падають на поверхню з нахилом — чим далі на північ, тим кут падіння менший. Тому в цих поясах холодніше, ніж у жаркому. Протягом року висота Сонця над горизонтом помітно змінюється. Це зумовлює сезонні зміни в тривалості дня та освітленні. Унаслідок цього на цих широтах максимально виражені сезони року (зима, весна, літо, осінь).

Холодні пояси. Ці пояси лежать між полярними колами (66,7° пн. ш. і 66,7° пд. ш.) та паралеллю 90° обох півкуль. Узимку протягом полярної ночі Сонце по кілька місяців не з’являється над горизонтом. Улітку під час полярного дня, хоч воно місяцями й не заходить за горизонт, Сонце стоїть дуже низько. Його промені лише ковзають по поверхні Землі й майже не нагрівають її. Тому, незважаючи на безперервне освітлення, кількість тепла, яка потрапляє на поверхню, є незначною, тому там завжди дуже холодно.

Отже, освітлення й нагрівання поверхні Землі залежать від географічної широти. Вони підпорядковані закону широтної зональності: чим ближче до екватора, тим більший кут падіння сонячних променів, тим більше нагрівається поверхня і тим вища температура повітря. І навпаки: з віддаленням від екватора до полюсів кут падіння променів зменшується, відповідно температура повітря знижується і стає холодніше. Чому Північна і Південна півкулі нерівномірно освітлюються Сонцем протягом року? Яке значення це має для протікання природних процесів на планеті Земля?