Rotatie van de Aarde

1. Kenmerken van de aardrotatie

• De Aarde voert een rotatie uit rond haar eigen as, een denkbeeldige lijn die door de Noordpool en Zuidpool loopt.
• De rotatieperiode, ook wel de siderische dag, duurt 23 uur 56 minuten en 4 seconden (360° omwenteling).
• De Aarde draait tegen de klok in (van west naar oost), dezelfde richting als haar baan om de Zon.
• De rotatieas staat schuin ten opzichte van het loodrecht op het baanvlak van de Aarde rond de Zon (de ecliptica).
• De hoek tussen de rotatieas en het loodrecht op de ecliptica is ongeveer 23,5°; deze hoek heet de ashelling of obliquiteit.
• De Aarde beweegt in een elliptische baan rond de Zon, waarbij één omloop een jaar duurt.

2. Gevolgen van de aardrotatie

a) Dag en nacht

• Door de bolvorm van de Aarde wordt slechts de helft van het oppervlak door de Zon verlicht.
• Het verlichte deel ervaart dag, het niet-verlichte deel nacht.
• De grens tussen dag en nacht heet de terminator of schemerzone.
• Deze grens beweegt en passeert bijna overal op Aarde twee keer per 24 uur: bij zonsopkomst en zonsondergang.

De aardrotatie veroorzaakt het afwisselen van dag en nacht doordat de Zon slechts één helft van de bol verlicht.

1. Schijnbare beweging van de Zon

• De Zon komt op in het oosten en gaat onder in het westen door de aardrotatie.
• Deze beweging heet de schijnbare beweging van de Zon en varieert met de seizoenen.
• De zoneboog is de baan die de Zon aan de hemel volgt gedurende de dag door de rotatie van de Aarde.

2. Dagelijkse temperatuurschommelingen

• De aardrotatie veroorzaakt temperatuurveranderingen tussen dag en nacht.
• Overdag ontvangt de Aarde warmte van de Zon via straling.
• ’s Nachts verliest de Aarde warmte door eigen straling.
• De temperatuur hangt af van het evenwicht tussen ontvangen zonnestraling en de reflectie ervan.

3. Afplatting van de Aarde

• De Aarde draait in 23 uur 56 minuten en 4 seconden één keer rond haar as (360°).

• De rotatiesnelheid hangt af van de afstand tot de evenaar:

  Locatie	Omtrek (km)	Rotatiesnelheid (km/u)
  Evenaar	40.075	~1.670
  50ste breedtegraad	-	~1.050
  Noord-/Zuidpool	0	~0

• Door deze snelheidsverschillen is de Aarde aan de polen iets afgeplat.

4. Voordeel voor raketlanceringen

• Lanceerinstallaties worden bij voorkeur dicht bij de evenaar gebouwd.
• Vertrek in oostelijke richting geeft een extra snelheid door de aardrotatie.
• Een raket moet ongeveer 27.300 km/u halen; vanaf de evenaar win je al ~1.670 km/u (6%).
• De Europese lanceerbasis in Frans-Guyana ligt daarom vlakbij de evenaar.

5. Corioliseffect

• Het Corioliseffect ontstaat door de draaiing van de Aarde om haar as.
• Het veroorzaakt een afbuiging van bewegende luchtmassa’s (wind).
• Deze afbuiging is alleen zichtbaar vanuit een meebewegend referentiekader (zoals een satelliet of waarnemer op Aarde).

À retenir : De aardrotatie veroorzaakt de schijnbare beweging van de Zon, dagelijkse temperatuurwisselingen, afplatting van de Aarde, beïnvloedt raketlanceringen en leidt tot het Corioliseffect dat windrichtingen afbuigt.

1. Kenmerken van de omwenteling rond de Zon

• De Aarde draait om haar eigen as in 24 uur, maar de draaisnelheid varieert afhankelijk van de breedtegraad:

  • Op de evenaar is het draaicircuit het grootst, dus de Aarde draait daar het snelst.
  • Bij de polen is het draaicircuit kleiner, dus draait de Aarde daar langzamer.

• Door deze variatie in draaisnelheid wordt de beweging van objecten die van noord naar zuid bewegen beïnvloed:

  • Op het noordelijk halfrond buigen bewegingen af met de wijzers van de klok mee (naar rechts).
  • Op het zuidelijk halfrond buigen bewegingen af naar links.

2. Omwenteling van de Aarde rond de Zon

3. Energie-uitwisseling tussen Zon en Aarde

1. De Zon zendt energie uit in de vorm van straling.
2. Een deel van deze zonnestraling wordt teruggekaatst door de atmosfeer, wolken en lichte aardoppervlakken (dit heet albedo).
3. Een ander deel bereikt de Aarde en zorgt voor opwarming.
4. De Aarde straalt zelf warmte uit in de vorm van warmtestraling.
5. Een deel van deze warmte ontsnapt weer naar de ruimte.

> De Aarde draait sneller aan de evenaar dan aan de polen, waardoor bewegingen op het noordelijk en zuidelijk halfrond afbuigen in tegengestelde richtingen.

1. Gevolgen van de omwenteling rond de Zon

a) Seizoenen

• De seizoenen ontstaan door de hellingshoek van de aardas (ongeveer 23,5°), niet door de afstand tussen Aarde en Zon.
• De aardas blijft altijd in dezelfde richting gekanteld tijdens de baan rond de Zon.
• Hierdoor staat de Noordpool soms naar de Zon toe (zomer op het noordelijk halfrond) en soms van de Zon af (winter op het noordelijk halfrond).
• Op bepaalde momenten staat de Zon loodrecht op de evenaar, wat de equinoxen veroorzaakt (lente- en herfstpunt).

b) Schrikkeljaren

• Een schrikkeljaar telt 366 dagen in plaats van 365.
• Dit compenseert dat de omwenteling van de Aarde rond de Zon ongeveer 365,25 dagen duurt.
• Regels voor schrikkeljaren:
  • Elk jaar deelbaar door 4 is een schrikkeljaar (bv. 2016, 2020).
  • Eeuwjaren (jaren eindigend op 00) zijn alleen schrikkeljaren als ze deelbaar zijn door 400.
    • 1900: geen schrikkeljaar (deelbaar door 4 en 100, maar niet door 400)
    • 2000: wel schrikkeljaar (deelbaar door 400)
    • 2100, 2200, 2300: geen schrikkeljaar
    • 2400: wel schrikkeljaar

c) Schijnbare beweging van de Zon

• De Zon lijkt zich gedurende de dag te verplaatsen van oost naar west door de rotatie van de Aarde.
• Gedurende het jaar verandert de positie van zonsopgang en zonsondergang en de hoogte van de Zon om 12 uur.
• Hoe hoger de Zon staat, hoe meer energie de straling levert.
• De lengte van de dagboog varieert per seizoen (voorbeeld op 51° NB, België):

De seizoenen en daglengte worden bepaald door de hellingshoek van de aardas en de baan van de Aarde rond de Zon.