Οι κινήσεις της Γης

Η Γη δεν στέκεται ποτέ ακίνητη. 🌍 Ταξιδεύει χωρίς να σταματά, παίρνοντας και εμάς μαζί της σε ένα ατελείωτο διαστημικό ταξίδι. Κάθε στιγμή η Γη κάνει ταυτόχρονα δύο διαφορετικές κινήσεις:

• Περιστρέφεται, δηλαδή στριφογυρίζει γύρω από τον εαυτό της, γύρω από έναν νοητό άξονα που τη διαπερνά.
• Περιφέρεται, δηλαδή ταξιδεύει γύρω από τον Ήλιο ☀️.

Αυτές οι δύο κινήσεις γίνονται συνέχεια και ταυτόχρονα, και είναι υπεύθυνες για κάποια από τα πιο σημαντικά φαινόμενα της ζωής μας: τη διαδοχή της ημέρας και της νύχτας, τη διάρκεια του έτους και την εναλλαγή των εποχών. Ας τις δούμε αναλυτικά.

Η Περιστροφή της Γης

Η Περιστροφή είναι η κίνηση της Γης γύρω από τον εαυτό της. Η Γη στριφογυρίζει σαν μια τεράστια σβούρα γύρω από τον νοητό της άξονα.

Η κατεύθυνση αυτής της κίνησης είναι πάντα η ίδια: η Γη περιστρέφεται από τα δυτικά προς τα ανατολικά. Γι' αυτόν ακριβώς τον λόγο ο Ήλιος μας φαίνεται κάθε πρωί να ανατέλλει από τα ανατολικά και να δύει το βράδυ προς τα δυτικά. Στην πραγματικότητα δεν κινείται ο Ήλιος γύρω μας μέσα στη μέρα, αλλά εμείς μαζί με τη Γη περιστρεφόμαστε και τον βλέπουμε να "ταξιδεύει" στον ουρανό.

Γιατί έχουμε ημέρα και νύχτα

Ο Ήλιος φωτίζει τη Γη μόνο από τη μία πλευρά της κάθε φορά. Το μισό μέρος της Γης που είναι στραμμένο προς τον Ήλιο φωτίζεται και εκεί είναι ημέρα 🌞. Την ίδια στιγμή, το άλλο μισό μέρος που "κοιτάζει" προς την αντίθετη κατεύθυνση μένει στο σκοτάδι και εκεί είναι νύχτα 🌙.

Καθώς η Γη περιστρέφεται συνεχώς, κάθε τόπος περνά διαδοχικά από τη φωτεινή πλευρά στη σκοτεινή και ξανά στη φωτεινή. Έτσι:

• Ένας τόπος που τώρα βρίσκεται στη σκοτεινή πλευρά και έχει νύχτα, μετά από περίπου $12$ ώρες θα έχει περιστραφεί προς τη φωτεινή πλευρά και θα έχει ημέρα.
• Και το αντίστροφο: όπου τώρα είναι μέρα, μετά από $12$ περίπου ώρες θα έχει έρθει η νύχτα.

Μπορούμε εύκολα να καταλάβουμε αυτό το φαινόμενο με ένα απλό πείραμα: αν φωτίσουμε μια υδρόγειο σφαίρα με έναν φακό μέσα σε ένα σκοτεινό δωμάτιο, ο φακός παίζει τον ρόλο του Ήλιου. Η πλευρά της υδρογείου που φωτίζεται είναι η "ημέρα" και η πλευρά που μένει στη σκιά είναι η "νύχτα". Γυρίζοντας αργά την υδρόγειο, βλέπουμε το φως και το σκοτάδι να αλλάζουν διαρκώς θέση πάνω στην επιφάνειά της.

Η Περιφορά της Γης

Η Περιφορά είναι η δεύτερη κίνηση της Γης: το ταξίδι της γύρω από τον Ήλιο. Η Γη δεν κινείται γύρω από τον Ήλιο σε τέλειο κύκλο, αλλά ακολουθεί μια ελλειπτική τροχιά, δηλαδή έναν δρόμο σε σχήμα έλλειψης.

Η κατεύθυνση της Περιφοράς είναι αντίθετη από την κατεύθυνση των δεικτών του ρολογιού.

Η Γη ταξιδεύει σε αυτή την τροχιά με τεράστια ταχύτητα, περίπου $108.000$ χιλιόμετρα την ώρα! Παρά την τεράστια αυτή ταχύτητα, η απόσταση που πρέπει να διανύσει είναι τόσο μεγάλη, ώστε χρειάζεται πολύ χρόνο για να ολοκληρώσει έναν πλήρη κύκλο.

Το Δίσεκτο έτος

Εδώ κρύβεται μια ενδιαφέρουσα λεπτομέρεια. Ενώ η πραγματική περιφορά της Γης διαρκεί $365$ μέρες και $6$ ώρες, το ημερολόγιο που χρησιμοποιούμε (το Γρηγοριανό ημερολόγιο) μετρά το έτος ως $365$ ολόκληρες μέρες. Κάθε χρόνο, δηλαδή, "περισσεύουν" $6$ ώρες που δεν τις υπολογίζουμε.

Ας δούμε τι γίνεται με αυτές τις ώρες που περισσεύουν:

• Για τρία συνεχόμενα χρόνια το ημερολόγιο δείχνει $365$ μέρες, αγνοώντας κάθε φορά τις $6$ επιπλέον ώρες.
• Μετά από τέσσερα χρόνια, αυτές οι ώρες που περίσσεψαν έχουν αθροιστεί:

• Έτσι, κάθε τέταρτο έτος προσθέτουμε αυτή τη μία επιπλέον ημέρα. Το έτος αυτό διαρκεί $366$ μέρες αντί για $365$, και ο μήνας Φεβρουάριος έχει $29$ μέρες αντί για $28$.

Αυτό το ξεχωριστό έτος με τις $366$ μέρες το ονομάζουμε Δίσεκτο έτος.

Η κλίση του άξονα και οι εποχές

Ίσως αναρωτιέσαι: αφού η Γη κινείται γύρω από τον Ήλιο, γιατί έχουμε καλοκαίρι και χειμώνα; Η απάντηση κρύβεται στον νοητό άξονα της Γης.

Ο άξονας της Γης δεν είναι όρθιος (κάθετος) σε σχέση με το επίπεδο πάνω στο οποίο κινείται η Γη γύρω από τον Ήλιο. Αντίθετα, είναι λίγο γερμένος, δηλαδή έχει μια σταθερή κλίση. Αυτή η κλίση είναι περίπου $23,5^\circ$.

Καθώς η Γη ταξιδεύει γύρω από τον Ήλιο κρατώντας πάντα την ίδια κλίση, σε διαφορετικές θέσεις της τροχιάς της άλλοτε ο Βόρειος Πόλος και άλλοτε ο Νότιος Πόλος βρίσκεται στραμμένος περισσότερο προς τον Ήλιο.

• Όταν ένα ημισφαίριο είναι γερμένο προς τον Ήλιο, οι ακτίνες του Ήλιου το χτυπούν πιο κάθετα και πιο "δυνατά". Δέχεται περισσότερη ηλιακή ακτινοβολία, ζεσταίνεται και έχει καλοκαίρι ☀️.
• Την ίδια στιγμή, το άλλο ημισφαίριο είναι γερμένο μακριά από τον Ήλιο. Οι ακτίνες το χτυπούν πλάγια και πιο "αδύναμα". Δέχεται λιγότερη ηλιακή ακτινοβολία, κρυώνει και έχει χειμώνα ❄️.

Γι' αυτό, όταν στο Βόρειο Ημισφαίριο (όπου βρίσκεται και η Κύπρος) έχουμε καλοκαίρι, στο Νότιο Ημισφαίριο (π.χ. στην Αυστραλία) έχουν χειμώνα, και το αντίστροφο.

Ένα πείραμα με μια μπάλα (που παριστάνει τη Γη) γερμένη πάντα προς την ίδια μεριά και μια λάμπα (που παριστάνει τον Ήλιο) στο κέντρο δείχνει καθαρά αυτό το φαινόμενο: καθώς μετακινούμε τη γερμένη μπάλα γύρω από τη λάμπα, βλέπουμε ότι σε άλλες θέσεις φωτίζεται πιο έντονα το πάνω μέρος και σε άλλες το κάτω μέρος της μπάλας.

Οι σημαντικές ημερομηνίες του έτους

Καθώς η Γη περιφέρεται, υπάρχουν τέσσερις ξεχωριστές θέσεις-ημερομηνίες που σηματοδοτούν την αλλαγή των εποχών στο Βόρειο Ημισφαίριο. Σε αυτές τις ημερομηνίες οι ακτίνες του Ήλιου πέφτουν κάθετα σε συγκεκριμένους παράλληλους κύκλους της Γης.

(Η φθινοπωρινή ισημερία μπορεί να πέφτει στις 21 ή στις 22 Σεπτεμβρίου.)

Ηλιοστάσια και Ισημερίες αναλυτικά

Στις 21 Ιουνίου (Θερινό Ηλιοστάσιο): Ο Βόρειος Πόλος είναι στραμμένος προς τον Ήλιο και οι ηλιακές ακτίνες πέφτουν κάθετα στον Τροπικό του Καρκίνου. Το Βόρειο Ημισφαίριο δέχεται περισσότερη ηλιακή ακτινοβολία και βρίσκεται στην καρδιά του καλοκαιριού. Είναι η μεγαλύτερη μέρα της χρονιάς για εμάς.

Στις 21 Δεκεμβρίου (Χειμερινό Ηλιοστάσιο): Τώρα ο Νότιος Πόλος είναι στραμμένος προς τον Ήλιο και οι ηλιακές ακτίνες πέφτουν κάθετα στον Τροπικό του Αιγόκερω. Το Βόρειο Ημισφαίριο δέχεται λιγότερη ηλιακή ακτινοβολία και έχει χειμώνα. Είναι η μεγαλύτερη νύχτα της χρονιάς για εμάς.

Στις 21 Μαρτίου και στις 21 (ή 22) Σεπτεμβρίου (Ισημερίες): Οι ηλιακές ακτίνες πέφτουν κάθετα στον Ισημερινό. Το Βόρειο και το Νότιο Ημισφαίριο δέχονται την ίδια ποσότητα ηλιακής ακτινοβολίας, και γι' αυτό η διάρκεια της ημέρας και της νύχτας είναι ίση σε όλη τη Γη.

Η αρχή των εποχών

Οι τέσσερις αυτές ημερομηνίες σηματοδοτούν και την πρώτη μέρα κάθε εποχής. Επειδή όμως στα δύο ημισφαίρια οι εποχές είναι αντίθετες, η ίδια ημερομηνία ξεκινά διαφορετική εποχή στο καθένα:

Για παράδειγμα, το Νότιο Ημισφαίριο έχει καλοκαίρι μεταξύ 21 Δεκεμβρίου και 21 Μαρτίου. Αυτούς τους τρεις μήνες ο Νότιος Πόλος είναι στραμμένος προς τον Ήλιο. Γι' αυτό στην Αυστραλία τα Χριστούγεννα τα γιορτάζουν μέσα στην καρδιά του καλοκαιριού! Αντίστοιχα, το Βόρειο Ημισφαίριο έχει χειμώνα εκείνους ακριβώς τους μήνες, γιατί είναι γερμένο μακριά από τον Ήλιο.

Οι σημαντικοί παράλληλοι κύκλοι

Στις προηγούμενες ημερομηνίες αναφερθήκαμε σε κάποιους ειδικούς παράλληλους κύκλους της Γης. Αυτοί είναι φανταστικοί κύκλοι που τους χρησιμοποιούμε για να ορίζουμε θέσεις πάνω στη Γη. Οι πιο σημαντικοί, ξεκινώντας από τον Βόρειο Πόλο και κατεβαίνοντας προς τον Νότιο, είναι:

Ο Ισημερινός είναι ο μεγαλύτερος παράλληλος κύκλος και χωρίζει τη Γη στο Βόρειο και στο Νότιο Ημισφαίριο. Οι δύο Τροπικοί (του Καρκίνου και του Αιγόκερω) είναι οι κύκλοι στους οποίους πέφτουν κάθετα οι ακτίνες του Ήλιου στα ηλιοστάσια.

Σύνοψη

Ας μαζέψουμε τα βασικά που μάθαμε για τις δύο κινήσεις της Γης: