О вращении Земли

Земля вращается вокруг собственной оси с непостоянной скоростью. В коротких отрезках времени (в пределах месяца) на скорость вращения Земли главным образом влияют приливные силы Солнца и Луны. В этой статье будет рассмотрен вопрос, какие основные силы влияют на вращение Земли на протяжении года. Но вначале обратимся к фигуре Земли. Известно, что она близка к эллипсоиду вращения, то есть напоминает сплюснутый шар. Экваториальный радиус Земли больше полярного на 21386 метров.

Известно, что это вызвано главным образом центробежным ускорением , которое на экваторе равно 3,392 м/сек2. Орбита Земли немного эллиптическая, наименьшее расстояние до Солнца составляет 147,117 миллионов км, а наибольшее 152,083 миллиона км. Скорость Земли в ближайшей к Солнцу точке орбиты (перигелии) составляет 30,2  км/сек, а в удаленной (апогее) 29,2 км/сек.  Не сложно посчитать, что в перигелии Земля испытывает центробежное ускорение от движения по орбите 6,2 10-6 м/сек2, а в апогее 5,6 10-6 м/сек2.

По теории подобия можно посчитать, что центробежное ускорение от движения по орбите способно увеличить экваториальный радиус Земли на 3,9 м, это в том случае если бы ось вращения Земли была бы перпендикулярна к плоскости орбиты. Но так как на самом деле ось Земли наклонена к земной орбите, то во-первых это утолщение чуть меньше, а во-вторых оно перемещается вслед за траекторией Солнца от тропика к тропику.

Когда Солнце находится на экваторе, утолщение Земли тоже находится на экваторе, Когда Солнце склоняется к тропику, утолщение следует за ним. Нужно отметить, что при движении утолщения от экватора к тропику меняется и момент инерции Земли (утолщение с большего радиуса переходит на меньший). Таким образом, можно сказать, что движение Земли по орбите два раза в год весной и осенью замедляет вращение Земли, и зимой и летом ускоряет вращение Земли. А так как данное ускорение еще и переменно по величине за счет эксцентриситета земной орбиты, то летом оно ускоряет вращение Земли больше, чем зимой.

Если только рассмотренные изменения  вращения Земли от движения по орбите нанести на график годового вращения Земли, то кривая вращения достаточно близко приблизится к реально существующей. Отсюда наш вывод: Годовой график вращения Земли вокруг оси очень сильно зависит от ее орбитального движения.

Владимир Ерашов