A Föld Nap körüli pályája — definíció, sebesség, évszakok

Ismerd meg a Föld Nap körüli pályájának definícióját, keringési sebességét és az évszakok okait — perihélium, aphélium, tengelyferdeség és Milankovics-ciklusok.

Naprendszerünk minden bolygója ellipszis alakú pályát követ. Ezt az utat nevezzük pályának. Az ellipszisnek két középpontja (fókusza) van; a Nap az egyik fókusz közelében helyezkedik el, ezért a Föld pályája nem tökéletes kör. Ha a Föld pályáját egy papírlapra tökéletes körként rajzolnánk fel, a vonal vastagsága sokkal nagyobb lenne, mint a Föld valódi, ellipszis alakú pályája. A pálya alakját jellemző excentricitás értéke kicsi: körülbelül 0,0167, ezért az eltérés a köralakútól mérsékelt.

A keringési idő és év

A Föld keringési ideje körülbelül 365 nap, ezt nevezik évnek is. Pontosabban:

• A sziderikus év (a csillagokhoz viszonyított keringési idő) ~365,256 nap.
• A trópusi év (a szárazföldi évszakokhoz kötődő évhossz) ~365,2422 nap — ezért van szükség szökőévekre, hogy a naptár igazodjon a napszakokhoz.

365 nap (egy év) alatt a Föld megkerüli a Napot, és ebből következik a Föld átlagos keringési sebessége: körülbelül 108 000 km/óra (az űrben). Precízebben az átlagsebesség ~29,78 km/s, ami átszámítva kb. 107 200 km/h (≈67 000 mph).

Sebesség- és távolságváltozás

A Föld sebessége nem állandó: Kepler törvényei szerint a bolygó gyorsabban mozog, amikor közelebb van a Naphoz, és lassabban, amikor távolabb. Emiatt a keringési sebesség perihelion és aphélion között változik (például perihelionban valamivel több, aphélionban valamivel kevesebb a fenti átlagértéknél).

A Föld legközelebbi pontja a Naphoz, vagyis a perihélium, jellemzően január elején van, és távolsága mintegy 147 millió km körül alakul (a megadott adatok évszakonként kissé változnak). A legtávolabbi pont, vagyis az aphélium pedig jellemzően július elején fordul elő, távolsága körülbelül 152 millió km. Ezek az értékek éves ingadozást mutatnak, és az excentricitás nagysága határozza meg a különbséget.

A fény (vagy bármely más elektromágneses sugárzás) alig több mint nyolc perc alatt érkezik a Naptól a Földre — pontosabban nagyjából 8 perc 20 másodperc (kb. 499 másodperc), a távolságtól függően kissé változik.

Mi okozza az évszakokat?

A Föld évszakos változásai elsősorban a tengelyferdeség következményei: a Föld forgástengelye körülbelül 23,44°-os szöget zár be az ekliptika (a Föld Nap körüli pályájának) síkjával. Ennek hatására az északi és a déli félteke egymás felé vagy elfelé fordul a Naptól az év különböző pontjain, ami megváltoztatja az adott féltekére jutó napsugár beesési szögét és a nappalok hosszát — ez hozza létre a tavaszt, nyarat, őszt és telet.

Fontos megjegyezni, hogy a pálya enyhe ellipszis jellege önmagában csak kis mértékben befolyásolja az évszakok erősségét: mivel az északi féltekén a leghidegebb hónapok általában akkor vannak, amikor a Föld kissé közelebb van a Naphoz (júliushoz képest), a pálya excentricitása nem magyarázza meg az évszakok váltakozását — azt elsősorban a tengelyferdeség határozza meg.

Hosszú távú változások: Milankovics-ciklusok

A pálya hosszú időn keresztül változik Milankovics-ciklusoknak megfelelően. Ezek a természetes változások három fő komponensből állnak:

• az excentricitás (a pálya alakjának ingadozása),
• az obliquitás vagy tengelyferdeség változása (a tengely dőlésének ingadozása),
• az axiális precesszió (a forgástengely tengelyének lassú elfordulása).

Ezek a ciklusok több tízezer és százezer éves időskálán működnek, és az éghajlatváltozás természetes, hosszú távú okaiként tartják számon; különösen fontos szerepük van a jégkorszakok váltakozásában.

Rövid kiegészítők

• A pálya síkját ekliptikának nevezzük; a Nap látszólagos éves mozgása ezen a síkon történik.
• A Föld pályáját más bolygók gravitációs hatásai is finoman módosítják, ezért a paraméterek (pl. excentricitás, perihélium ideje) idővel változnak.

Összefoglalva: a Föld Nap körüli pályája közel ellipszis, átlagos keringési sebessége ~29,78 km/s, az évszakokat elsősorban a tengelyferdeség okozza, míg a pálya hosszú távú módosulásai (Milankovics-ciklusok) fontos szerepet játszanak a földi klíma alakulásában.

Kérdések és válaszok

K: Mi az az útvonal, amelyet a Naprendszerünkben lévő összes bolygó követ?

K: A Föld pályája tökéletes kör?

K: Mi történik a Földdel 365 nap alatt?

K: Mekkora a Föld keringési sebessége a világűrben?

K: Mekkora a Föld és a Nap közötti távolság, amikor a Föld a legközelebb van a Naphoz?

K: Mekkora a távolság a Föld és a Nap között, amikor a Föld a legtávolabb van a Naptól?

K: Mik azok a Milankovics-ciklusok, és hogyan befolyásolják a Föld pályáját?

Keresés betűvel