Pohyby Země

Precese

Zemská osa je sice skloněná o 23,5° a její sklon se v prostoru nemění, avšak nezůstává v neměnné poloze. Země se totiž chová jako volný setrvačník (podobně jako hračka káča), na který působí přitažlivé síly Měsíce, Slunce a ostatních planet. Podle tohoto také rozdělujeme precesi na lunisolární a planetární.

Ve chvíli, kdy není osa Země (žlutě) svislá a tedy její směr se neshoduje s gravitační silou, začne se osa Země otáčet kolem svislé zelené osy a opisuje plášť kužele, který je vlevo nahoře lehce naznačen. Tento pohyb je označován jako precese. Takový pohyb můžeme dobře pozorovat právě u káči.

Zemská precese

Zdroj: http://www.greier-greiner.at/hc/praezession.htm

Země není kulatá, i když se to běžně tvrdí a pro jednoduchost předpokládá. Země je díky rotaci na pólech zploštělá, připomíná tedy tvarem spíše rotační elipsoid. Rovníkový poloměr je o necelých 22 km větší než poloměr polární. Jak je vidět na obrázku níže, Měsíc a Slunce působí přitažlivými silami na rovníkovou oblast, která je větší v přilehlém bodě Z než u odvráceného bodu A. Tyto síly vytvářejí otáčivý moment síly, který se snaží zemskou osu napřímit (zelené šipky N, S). Zemská osa se ale stejně jako jiný volný setrvačník odchyluje od kolmého směru a opisuje plášť kužele.

Zemská precese.

Zdroj: http://www.greier-greiner.at/hc/praezession.htm

Na opsání celého pláště kužele potřebuje zemská osa asi 25 780 let. V současnosti ukazuje zemská osa ke hvězdě α UMi (Polárka), za 12 000 let, tedy kolem roku 14 000, bude touto hvězdou Vega (α Lyr) a za 25 780 let opět Polárka.

Precese navíc způsobuje zpětný pohyb jarního bodu po ekliptice. Od prvního popisu Hipparcha (190–120 př. n. l.) se jarní bod posunul o 30°, tedy asi o jedno souhvězdí. Z toho plyne dnešní diference mezi souhvězdími a znameními zvěrokruhu. Jarní bod dnes již neleží v souhvězdí Berana (Aries), nýbrž v Rybách (Pisces). Kolem roku 2 600 doputuje do souhvězdí Vodnáře (Aquarius).

Nutace

Název nutace pochází z latinského slova nutare = kývat, kolísat. Z hlediska fyziky má nutace stejné příčiny, které způsobují precesi. Nutace je precesi nadřazena, avšak nutační elipsa je v porovnání s precesní mnohem menší. Hlavní příčinou nutace je Měsíc. Jeho eliptická oběžná dráha je oproti ekliptice skloněna asi o 5,1°, a proto se neustále mění velikost a směr jeho gravitační síly. Výstupný uzel trajektorie Měsíce se posouvá zpětně a za každých 18,6 let opíše úhel 360°. Proto Měsíc nepůsobí na Zemi vždy ve stejném směru. Mění se tedy moment síly působící na Zemi. Díky nutaci neopisuje zemská osa hladký povrch kuželu, ale nutace společně s precesí způsobuje „vlnivý“ pohyb kolem pólu ekliptiky, jak je vidět na obrázku.

Zemská precese.

Zdroj: http://www.greier-greiner.at/hc/praezession.htm