Земя

[Apofis]

Земята е нашата планета, трета поред планета от Слънцето и пета по големина. Тя е единствената планета от Слънчевата система, за която знаем, че има живот. Движи се по орбита около Слънцето на 149 600 000 километра или 1 AU (астрономическа единица за разстояние, равна на разстоянието от Земята до Слънцето) със скорост 67000 мили/час, има диаметър 12756 км и маса 5.972x1024 кг. Атмосферата на Земята съдържа 77% азот, 21% кислород, аргон, въглероден двуокис и водни пари и заема средно място по плътност между атмосферите на Венера и Марс. Земята има един естествен спътник - Луната, движеща се по орбита на разстояние средно около 384 000 км.

Средната температура на Земята е приблизително 10°С. Тя е различна за места с различни координати и се мени през денонощието и с годишните времена. Около 70% от повърхността на Земята е покрита с вода, която е нейната хидросфера, и е уникално явление в Слънчевата система, защото не присъства на други планети. Сложното взаимодействие между океаните, атмосферата и планетната повърхност определят нейния енергиен баланс и температурен режим. Облачната покривка обикновено закрива 50% от повърхността и топлината, останала във вътрешността на атмосферата (парников ефект) предизвиква повишаване на температурата до над 30 градуса. На другите космически тела, поради специфичните условия, водата е предимно в твърда фаза. На Земята само 7% от водата е постоянно в твърдо състояние, образувайки полярните шапки на планетата.

Земята има най-голяма средна плътност сред планетите – 5.5 g/см3. Тази плътност е почти два пъти по-голяма от плътността на скалите на повърхността й, което говори за нееднородност на Земята. Наистина нейното ядро е с много по-голяма плътност от тази на мантията и кората. Вероятно то е желязно, може би с примеси от други тежки метали, докато в кората преобладават сравнително леките съединения.

Счита се, че ядрото на планетата се състои от разтопено желязо и никел, и е възможно да е с твърда среда. Температурата е около 4000 градуса. Ядрото е обгърнато от силикатна мантия. Кората има дебелина около 10 км под океаните и 30 км, където са разположени континентите. Наличието на разтопено металическо ядро е причина за появата на магнитното поле и магнитосферата на Земята. Оста на магнитното поле не съвпада с географската ос. Неговото действие е причина за образуването около Земята на радиационни пояси, открити и изучени още с първите изкуствени спътници.

Земната атмосфера се разделя на няколко слоя. На човека оказват въздействие предимно ниските слоеве от атмосферата (до 15-25 км.), тъй като там е съсредоточена основната въздушна маса:

Тропосфера – най-ниския слой от земната атмосфера, простиращ се до първия термичен минимум (т.нар. тропопауза). Горната граница на тропосферата зависи от географската ширина: в тропиците – 18-20 км., в умерените пояси – около 10 км., и от годишното време. При издигане във тропосферата температурата пада с около 0.6°C на всеки 100 м., достигайки до около минус 50°C. Тропопаузата е онзи атмосферен разделителен слой, над който температурата отново се повишава, вместо да спада. Времето като метеорологическо понятие съществува до тропопаузата. Нагоре вече не.

В тропосферата съществуват циркулационни и конвективни движения на газовете, причинени от различните степени на нагряване на земната повърхност. Тук е съсредоточено основното количество водна пара от атмосферата и затова в този слой се образуват облаците. За тропосферата са характерни турбулентността и мощните въздушни вихри и урагани. В горните слоеве на тропосферата съществуват силни въздушни течения с определено направление. Турбулентните вихри, подобни на големи водовъртежи, се образуват под динамическото въздействието между бавно и бързо движещите се въздушни маси.

Стратосфера – слоя от земната атмосфера, разположен над тропосферата Простира се до височина 50-55 км, като температурата расте с височината от минус 50°C (в екваториалните области от минус 75°C ) до около 0°C. Стратосферата се различава от тропосферата по ниското съдържание на водни пари. Горните слоеве на стратосферата се нагряват от поглъщането на слънчевото ултравиолетово излъчване. В горната част на стратосферата се намира озоновия слой, който ни предпазва от вредната слънчева ултравиолетова радиация. Горната граница на стратосферата (стратопаузата) се намира там, където температурата се покачва, достигайки промеждутъчен максимум, който нерядко се съпоставя с температурата на приземния въздушен слой.

Мезосферата е слоят, разположен над стратосферата, в който до височина около 80-85 км температурата пада до минималните показатели за атмосферата като цяло. Рекордно ниски температури до минус 110°C са регистрирани с метеорологически ракети. Най-горния слой на мезосферата, наречен мезопауза, съвпада с най-ниските области на активно поглъщане на рентгеновото и късовълновото ултравиолетово лъчение на Слънцето, което предизвиква нагряване и йонизиране на газа.

Йоносферата е външният разреден слой от земната атмосфера, в който протича йонизация на газа под въздействието на слънчевите ултравиолетови и рентгенови лъчи. Тук от атома на кислорода под силната ултравиолетова бомбардировка се получава положително зареден йон и свободен електрон. На голяма височина йонизацията е слаба, защото газа е много разреден. Но при намаляване на височината се увеличава концентрацията на атоми и йонизацията се засилва. В същото време при един противоположен процес, наречен рекомбинация, свободни електрони се прихващат от положителните йони, ако са достатъчно близо. Различното количество на йоните на различна височина от атмосферата са причина за формирането на няколкото различни слоя: D, E, ES и F.

Близо до полюсите взаимодействието между земното магнитно поле и заредените частици от Слънцето предизвикват появата на полярно сияние.

Земята прави една пълна обиколка около Слънцето по своята орбита за 365 дни и 6 часа. Нашата календарна година се състои от 365 дни. Това означава, че всяка година остава по една четвърт денонощие, която не е вписана в календара. На всеки четири години към него се добавя по един допълнителен ден. Годината с допълнителен ден се нарича високосна година и има 366 дни. В такава година вместо 28, както обикновено, месец февруари има 29 дни. Това добавяне на допълнителен ден на всеки четири години премахва несъответствието между календара и движението на Земята.

Според Йохан Кеплер (астроном, открил законите, по които планетите обикалят около Слънцето), земната орбита не е правилна окръжност, а елипса. През декември Земята е най-близо до Слънцето, а през юни е най-отдалечена. Освен това земната ос е наклонена спрямо перпендикуляра на еклиптичната равнина на 23.45 градуса и именно този наклон е причината за четирите годишни сезона. В резултат на това отделни части от земния глобус са обърнати директно към Слънцето през определени периоди от годината. През юни северното полукълбо на Земята е обърнато почти директно към Слънцето и там е лято, а в южното полукълбо е зима. През декември слънчевите лъчи падат под голям ъгъл върху северното полукълбо и тогава там е зима, а в южното полукълбо е лято. В определен период от месеците март и септември двете полукълба са обърнати под еднакъв ъгъл към Слънцето и дните и нощите са почти еднакво дълги. Този момент, в който центърът на Слънцето пресича небесния екватор и огрява еднакво двете полукълба, се нарича пролетно или есенно равноденствие и настъпва по различно време през годините - обикновено между 20-22 март и 21-23 септември. С пролетното равноденствие започва пролетта, а с есенното - есента. През месец юни в северното полукълбо Слънцето достига най-високата точка в своето движение над хоризонта - обикновено около 21 юни и този момент се нарича лятно слънцестоене. Това е най-дългият ден от годината и е началото на астрономическото лято. След този ден дните започват да стават по-къси, а нощите - по-дълги. Около 21 декември в северното полукълбо настъпва зимното слънцестоене - началото на астрономическата зима, когато Слънцето се намира най-ниско над хоризонта и тогава е най-дългата нощ през годината. След този момент дните започват да стават по-дълги, а нощите - по-къси.