الحقائق الجغرافية عن الكرة الأرضية

الحقائق الجغرافية عن الكرة الأرضية

كان يعتقد في الماضي أن الأرض مسطحة (قرص مستدير)، أما في العصر الحاضر بعد أن اتسع نطاق غزو الفضاء، وبدأت الأقمار الصناعية، وسفن الفضاء على اختلاف أنواعها وجنسيتها تشق الفضاء في مدارات مختلفة حول الأرض وجيرانها من الكواكب، لاستكشاف غوامض الكون، فإن الشكل الكروي للأرض أو ما يعرف باسم الجيود Geoid، قد أمسى حقيقة غير مشكوك فيها.


وللأرض حركتان رئيسيتان تتأثر بهما البيئة الأرضية بصورة مباشرة، وينتج عنهما ظواهر فلكية كالليل والنهار والفصول الأربعة، وتنتج الظاهرة الأولى من دوران الأرض حول محورها، وتنتج الظاهرة الثانية من دوران الأرض حول الشمس.

أ - حركة الأرض حول محورها

1 - الليل والنهار



ينتـج عن دوران الأرض حول محورها Revolution ـ الذي يميل بـزاويـة قدرها 27 َ 23 ْ عن المستوى الرأسي ـ أمام الشمس وجود دائرة الإضاءة Cricle of Illumination، وهي الدائرة العظمى، التي تفصل بين منتصف الأرض المضيء (النهار)، ونصفها المظلم (الليل)، وهذه الدائرة في حركة دائمة لارتباطها بحركة الأرض المستمرة أمام الشمس مصدر الضوء. ويتضح أن دائرة الضوء تقسم دوائر العرض إلى قسمين متساويين فيتساوى طول الليل والنهار على سطح الأرض في الاعتدالين الربيعي والخريفي، أمّا الانقلابان الصيفي والشتوي فإن دائرة الضوء تقسم دوائر العرض التي تمر بها إلى أجزاء غير متساوية باستثناء دائرة الاستواء التي تقسمها إلى قسمين متساويين، وتلامس الدائرتين القطبيتين، وتبعاً لوضع دائرة الضوء، أثناء الانقلاب الصيفي الشمالي، تصبح المناطق الواقعة وراء الدائرة القطبية الشمالية في نهار مدته 24 ساعة في اليوم، بينما يكون العكس صحيحاً وراء الدائرة القطبية الجنوبية، حيث الليل مدته 24 ساعة في اليوم.

ويؤدي هذا إلى تزايد طول النهار بالابتعاد عن دائرة الاستواء نحو القطب الشمالي، وتناقصه بالاتجاه صوب القطب الجنوبي. والعكس صحيح في الانقلاب الشتوي الشمالي.





2 - الوقت وعلاقته بدوران الأرض حول محورها




يُعد دوران الأرض حول محورها مقياساً طبيعياً لقياس الوقت، حيث إن هذا الدوران يسمح لبعض الأماكن باستقبال ضوء النهار، بينما تكون أماكن أخرى في الليل. وتدور الأرض دورتها اليومية من الغرب إلى الشرق، وفيما عدا المنطقتين الواقعتين خلف الدائرتين القطبيتين، حيث يستمر النهار أو الليل 24 ساعة، فإنه خلال النهار تظهر الشمس فوق الأفق الشرقي ثم تتحرك إلى أعلى نقطة في قوس مسارها ثم تهبط باتجاه الأفق الغربي. ومع حركة الشمس الظاهرية هذه فإن اتجاه وطول ظل الأشياء يتغير، إذ يحدث أطول ظل في أول النهار ويكون اتجاهه ناحية الغرب، ثم يأخذ في القصر تدريجياً حتى يصبح أقصر ظل عندما تكون الشمس في أعلى وضع لها في السماء، ويحل وقتئذ الزوال المحلي (الظهر) كما يحل على كل الأماكن الواقعة على نفس خط الزوال (خط الطول) . ثم يأخذ الظل في الطول التدريجي مرة أخرى حتى يصل إلى أطول ظل في آخر النهار عند مغيب الشمس ويكون اتجاهه ناحية الشرق.




أ - التوقيت العالمي Standard Time

تتحرك الشمس حركة ظاهرية بمعدل ثابت، ويكون التوقيت الشمسي أثناء اليوم متساوياً عند جميع النقاط الواقعة على خط الزوال. وعليه فإن جميع النقاط الواقعة على خط زوال جرينتش (خط الطول صفر) لها نفس التوقيت الشمسي. ويُعرف التوقيت عند هذا الخط بتوقيت جرينتش، أو التوقيت العالمي، الذي يبدأ منه التوقيت اليومي. وقد اُتخذ من وقت الزوال (الظهر) على خط الصفر نصف دائرة النهار لأنه يحل في تمام الساعة الثانية عشر ظهراً، بينما تدق الساعة الثانية عشرة منتصف الليل في الوقت نفسه على خط زوال 180 ْ، الذي يعرف بخط نصف دائرة الليل.

ب - فرق التوقيت

باعتبار أن الشمس تدور حول الأرض ظاهرياً من الشرق إلى الغرب مرة كل 24 ساعة، أي أنها تمر عبر 360ْ طولية خلال 24 ساعة، وذلك يعني أن الشمس تقطع 15ْ طولية كل ساعة أو درجة طولية كل أربع دقائق، فإن التوقيت المحلي في المناطق الواقعة شرق جرينتش يكون متقدماً عن توقيت جرينتش. بينما يتأخر عنه التوقيت المحلي للأماكن الواقعة غرب جرينتش. فإذا كان التوقيت عند خط جرينتش الثانية عشر ظهراً، فإنه يكون الثالثة عصراً على خط زوال 45ْ شرقاً، ويكون التاسعة صباحاً على خط زوال 45ْ غرباً. ومن ثم يستفاد من فرق التوقيت لمعرفة التوقيت المحلي إذ عُرف التوقيت عند جرينتش.

ج - المناطق الزمنية World Time Zones

قسم سطح الأرض إلى عدة مناطق زمنية، بحيث تحتوي كل منطقة على 15ْ طولية. وبذلك يحتوي سطح الأرض على 24 منطقة زمنية بعدد ساعات اليوم الواحد. وتقع المنطقة الزمنية الأولى بين خطي طول 30 َ 7 ْ شرقاً، 30 َ 7 ْ غرباً والتوقيت القياسي لها هو التوقيت المحلي لجرينتش. أمّا التوقيت القياسي للمنطقة الواقعة بين 30 َ 7 ْ، 22 ْ شرقاً، فإنه مماثل للتوقيت المحلي لخط زوال 15ْ شرقاً. وهكذا فالتوقيت القياسي للمناطق المتتالية شرق جرينتش هو التوقيت المحلي لخطوط زوال 15، 30، 45، 60، 75 درجة شرق، وهو ساعة، ساعتان، ثلاث ساعات... قبل توقيت جرينتش. والمناطق المتتالية غرب جرينتش يكون توقيتها القياسي هو التوقيت المحلي لخطوط زوال 15 ْ، 30 ْ، 45 ْ... درجة غرب، وهو ساعة، ساعتين، ثلاث ساعات... بعد توقيت جرينتش

د - خط التاريخ الدولي The International Date Line

سبق القول إن خط جرينتش هو خط التوقيت القياسي (خط الصفر)، وإلى الشرق منه 180 خط زوال بما يعادل 12 منطقة زمنية، ويعني هذا أن الوقت يكون متقدماً 12 ساعة عن التوقيت الأساسي لجرينتش. وكذلك إلى الغرب منه حيث هناك 12 منطقة زمنية أيضاً، لكن الوقت يكون متأخراً 12 ساعة عن توقيت جرينتش. والتطابق بين خطي زوال 180 شرقاً و180 غرباً أمر مسلم به، وقد ترتب على هذا التطابق مشكلة وهي أن الأماكن الواقعة علـى خط 180 ْ يكون لها توقيتان مختلفان. فإذا افترضنا مثلاً أن الساعة كانت منتصف الليل (أي الساعة صفر أو 24) عند جرينتش، فهذا يعني أن الساعة ستكون 12 ظهراً عند كل من خطي زوال 180 شرقاً، و180 غرباً مع أنها خط واحد، لكن الفرق بينهما 24 ساعة أي يوم كامل. وإذا كان الوقت ظهراً عند جرينتش فإن منتصف الليل سيكون عند خط زوال 180 شرقاً وغرباً، وعندها فإن اليوم يكون واحداً (أي اليوم نفسه عند جرينتش)، ولتوضيح ذلك نفترض أن الساعة عند جرينتش كانت الرابعة مساءً (1600) واليوم هو الثلاثاء، فتكون الساعة العاشرة مساءً عند خط زوال 90 شرقاً، وتكون الساعة عند منتصف الليل على خط زوال 120 شرقاً، وستكون الساعة الثانية بعد منتصف ليل الأربعاء عند خط زوال 150 شرقاً، والرابعة فجر يوم الأربعاء عند خط زوال 180 شرقاً. أمّا إلى الغرب من جرينتش فيكون الوقت عند خط زوال 90 غرباً (عندما يكون الوقت عند جرينتش الرابعة مساء يوم الثلاثاء) هو العاشرة من صباح الثلاثاء، وتكون الساعة الثامنة صباحاً من يوم الثلاثاء على خط زوال 120 غرباً، وتكون الساعة السادسة من صباح الثلاثاء على خط زوال 150، وتكون الساعة الرابعة فجر يوم الثلاثاء على خط زوال 180 غرباً. وهكذا نجد أن خط زوال 180 شرقاً وغرباً، اللذين يعبران عن مكان واحد، لهما تاريخيان مختلفان. فقد اتفق على أن يبدأ كل يوم جديد من خط التاريخ الدولي، الذي ينطبق على خط زوال 180 شرقاً وغرباً، وإن كان لا ينطبق عليه تماماً بل ينحرف عنه ليتحاشى المرور فوق سطح اليابس ويمر فوق المسطحات المائية. المناطق التي ينحرف عنها خط التاريخ الدولي عن خط زوال 180 شرقاً وغرباً وهي أربعة مواقع، ففي الشمال ينحرف خط التاريخ الدولي إلى الشرق، ليدخل الطرف الشرقي من قارة آسيا ضمن توقيت هذه القارة، ثم ينحرف ناحية الغرب، لتدخل جزر الوشيان ضمن توقيت شبه جزيرة ألاسكا في أمريكا الشمالية، وعند مدار السرطان يتقوس خط التاريخ الدولي ناحية الغرب، لتدخل جزر Midway Islands، ضمن توقيت وتاريخ جزر هاواي التابعة لها، ثم ينحرف خط التاريخ الدولي تجاه الشرق فيما بين دائرتي عرض 3 ْ، 5 ْ جنوباً، حتى تدخل جزر تونجا، واليس، وفيجي، وجزر شرق نيوزيلندا، ضمن توقيت وتاريخ نيوزيلندا.


وعلى من يعبر خط التاريخ الدولي تعديل اليوم والتاريخ. فإن كان الانتقال من الشرق إلى الغرب يجب تقديم التاريخ يوماً، وإذا حدث العكس فيجب تأخير التاريخ يوماً. فمثلاً، إذ كان الاتجاه من آسيا إلى أمريكا الشمالية (أي متجهاً ناحية الشرق) فعند عبور خط التاريخ الدولي كما توضحيجب تغيير اليوم من الأربعاء مثلاً إلى الثلاثاء، وبالتالي يؤخر التاريخ يوماً من 20 مايو إلى 19 مايو. أمّا إذا كان من أمريكا إلى آسيا (أي متجهاً ناحية الغرب) فيجب تغيير اليوم من الثلاثاء إلى الأربعاء، وزيادة التاريخ يوماً من 19 مايو إلى 20 مايو، وذلك للعلاقة بين خطوط الزوال والوقت وشرق الشمس على خطوط الزوال الشرقية قبل الغربية كما سبق الذكر.


هـ- اليوم الشمسي Solar Day

يعرف اليوم الشمسي بالمدة الزمنية الفاصلة بين مرور الشمس على خط زوال واحد مرتين متتاليتين، أو بمعنى آخر يُحدد بالفترة بين وقت الزوال المحلي ووقت الزوال التالي له. ومن المعروف أن الفترة بين زوالين متتاليين غير ثابتة، وذلك لأن الفترة بين كل عبور لدائرة نصف النهار تتغير على مدار العام. كما يتأثر التوقيت المحلي بعدم ثبات طول اليوم الشمسي، ويرجع ذلك إلى ميل محور الأرض على مدارها من جهة، وإلى الشكل البيضاوي لمدار الأرض حول الشمس من جهة أخرى.

واليوم الشمسي المتوسط هو متوسط طول الأيام الشمسية خلال السنة، أي تُجمع أطوال الأيام الشمسية ويقسم المجموع على 365، ويُقسم اليوم الشمسي المتوسط إلى 24 ساعة، وتقسيم كل ساعة منها إلى 60 دقيقة، والدقيقة 60 ثانية، أي أن الثانية الواحدة = 1 ÷ 86400 من اليوم الشمسي. ويتلاشى الاختلاف بين اليوم الشمسي واليـوم المتـوسط المحلي أربـع مرات سنوياً وذلك في 15 أبريـل، 15 يونيه، 31 أغسطس، 22 ديسمبر

و- اليوم النجمي Sidereal Day

وهو عبارة عن المدة الزمنية بين رصد نجم ثابت مرتين متتاليتين من نفس المكان على سطح الأرض. ولكن إذا تم رصد نجم في منتصف ليلة ما، وتم رصده في نفس المكان في منتصف الليلة التالية فيلاحظ أن النجم في غير مكانه، وذلك لأن الأرض تكون قد تحركت خلال أربع وعشرين ساعة درجة واحدة تقريباً في رحلتها شرقاً حول الشمس. وعلى ذلك يظهر النجم غرب موقعه السابق قليلاً متأخراً قرابة أربع دقائق. وفي كل ليلة يظهر هذا النجم على مسافات أبعد إلى الغرب إلى أن يعود إلى موقعه بعد سنة. ويقل اليومي النجمي عن اليوم الشمسي بمقدار 3 دقائق و56 ثانية.
اليوم الشمسي ـ اليوم النجمي = 56ث 3ق أي أن اليوم النجمي = اليوم الشمسي - 56ث 3ق = 4ث 56ق 23س.

ز- الشفق Twilight