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 العكلا 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. والعكلا 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
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 العكلا 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. والعكلا 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
