Układ Słoneczny. Ziemia w Układzie Słonecznym. Kształt i wymiary Ziemi

Ziemia jest częścią systemu planetarnego Słońca, zwanego Układem Słonecznym. System ten tworzy – obok Słońca i Ziemi z Księżycem – osiem innych planet wraz z ich satelitami, a także planetoidy oraz niektóre komety. Planety Układu Słonecznego dzieli się na wewnętrzne (typu ziemskiego) i zewnętrzne (typu jowiszowego). Planety wewnętrzne są małe i odznaczają się znaczną gęstością.

Należą do nich:
- Merkury (oddalony od Słońca o 3,22 minut świetlnych)
- Wenus (6,02 minut świetlnych)
- Ziemia (8,32 minut świetlnych)
- Mars (12,67 minut świetlnych).

Zespół planet zewnętrznych stanowią:
- Jowisz (43,27 minut świetlnych)
- Saturn (79,31 minut świetlnych)
- Uran (159,51 minut świetlnych)
- Neptun (250 minut świetlnych)
- Pluton (328 minut świetlnych) - nie jest już planetą
Przestrzeń między planetami wewnętrznymi a zewnętrznymi wypełnia rój planetoid, zwanych też planetkami lub asteroidami.

Słońce

Słońce to największy obiekt Układu Słonecznego. Jego masa stanowi aż 99.8% całego układu. Masa: 1,98911030 kg, średnia gęstość: 1,410 g/cm3, średnica: 1,3920106 km. Słońce składa się głównie z wodoru (75%) i helu (25%), reszta stanowi mniej niż 0.1% i są to w większości metale. Jego powierzchnia nie jest jednolita. najlepiej świadczy o tym fakt, że różne jego części obracają się z różnymi prędkościami. Takie zachowanie jest charakterystyczne dla planet gazowych. Temperatura na powierzchni Słońca osiąga 5800K. Ciśnienie w jądrze osiąga ekstremalną wartość 250 milionów atmosfer. Słońce produkuje ogromne ilości energii. Pole magnetyczne Słońca jest bardzo silne (najsilniejsze w Układzie Słonecznym, jednak w porównaniu z innymi gwiazdami wydaje się być raczej przeciętne) i ma ogromny zasięg, sięgający daleko poza orbitę Plutona.

Słońce oprócz światła i promieniowania cieplnego emituje również tzw. wiatr słoneczny. To właśnie dzięki nim na Ziemi możemy obserwować zorze polarne.

Wiek Słońca ocenia się na 4,5 miliarda lat. Przypuszcza się, że dożyje ono wieku 10 mld lat, a więc nie jest jeszcze nawet w połowie swojej "drogi". Przypuszcza się, że po tym czasie zacznie ono stopniowo rosnąć, pochłonie pierwsze trzy planety a następnie zacznie się kurczyć aż do rozmiarów znacznie mniejszych niż obecnie.

Merkury

Merkury jest planetą położoną najbliżej Słońca. Pod względem wielkości w Układzie Słonecznym zajmuje ósme miejsce. Jest to jeden z najjaśniejszych obiektów na niebie. Niewielka odległość od Słońca i stosunkowo szybki ruch obiegowy czynią Merkurego niezwykle trudnym do obserwacji. Powierzchnia Merkurego jest bardzo podobna do powierzchni naszego Księżyca - występują liczne i głębokie kratery. Planeta ta nie posiada atmosfery. Około 78% Merkurego stanowi kora, złożona praktycznie wyłącznie z żelaza. Temperatura na planecie waha się od -180o C aż do 430o C. W ciągu swego pełnego obiegu dookoła Słońca wykonuje on jedynie 1,5 obrotu dookoła własnej osi. Merkury posiada bardzo słabe pole magnetyczne o sile ok. 1% ziemskiego pola.

Wenus

Wenus jest drugą z kolei planetą od Słońca. Jedną z cech charakterystycznych Wenus jest bardzo gruba warstwa chmur, uniemożliwiająca jakiekolwiek obserwacje powierzchni planety. Temperatura od 130o do 470o C, ciśnienie przy powierzchni ponad 90 atmosfer. Występuje tam wysoka aktywność wulkaniczna, a z kilkukilometrowej grubości chmur – występuje również efekt cieplarniany.

Ziemia

Ziemia składa się z siedmiu warstw:
- Skorupa (0-40 km) [głębokości]
- Płaszcz zewnętrzny (10-400 km)
- Strefy przejściowe (400-650 km)
- Płaszcz wewnętrzny (650-2890 km)
- Jądro zewnętrzne (2890-5150 km)
- Jądro wewnętrzne (5150-6378 km)

Skorupa jest cieńsza pod oceanami, grubsza natomiast pod kontynentami. Jądro wewnętrzne i skorupa są raczej "zbite" i stałe, natomiast jądro zewnętrzne i płaszcz są bardziej płynne. Jądro jest zbudowane głównie z żelaza (lub niklu i żelaza). Temperatury w centrum jądra osiągają do 7500^oK (7200^oC), co przewyższa temperatury na powierzchni Słońca. Płaszcz wewnętrzny zawiera krzem, magnez i tlen oraz trochę żelaza, wapnia i aluminium. Płaszcz zewnętrzny jest po części również zbudowany z wapnia i aluminium.

Ziemia składa się z:
· żelaza (34.6%)
· tlenu (29.5%)
· krzemu (15.2%)
· magnezu (12.7%)
· niklu (2.4%)
· siarki (1.9%)
· tytanu (0.05%)

Pod względem gęstości Ziemia zajmuje pierwsze miejsce wśród planet Układu Słonecznego. Ma ona jeszcze jedną szczególną cechę odróżniającą ją od innych podobnych planet w naszym systemie: jej płaszcz jest podzielony na liczne płyty, poruszające się niezależnie na górnej części płaszcza. Istnieje osiem głównych płyt tektonicznych:

· Płyta Północnoamerykańska - Ameryka Północna, zachodnia Atlantyk oraz Grenlandia
· Płyta Południowoamerykańska - Ameryka Południowa i południowo-zachodni Atlantyk
· Płyta Antarktyczna - Antarktyda wraz z częścią przyległych wód
· Płyta Euroazjatycka - północno-wschodni Atlantyk, Europa oraz Azja (bez Indii)
· Płyta Afrykańska - Afryka, południowo-wschodni Atlantyk oraz zachodnia część Oceanu Indyjskiego
· Płyta Indoaustralijska - Indie, Australia, Nowa Zelandia oraz większość Oceanu Indyjskiego
· Płyta Nazca - wschodni Pacyfik przyległy do Ameryki Południowej
· Płyta Pacyficzna - większość Pacyfiku oraz część południowo-wschodniego wybrzeża USA

Powierzchnia Ziemi jest bardzo młoda. W ciągu zaledwie (z punktu widzenia astronomii) 500 mln lat, erozja i ruchy tektoniczne niszczyły i na nowo odbudowywały większą jej część. Z tego właśnie powodu bardzo wczesna historia Ziemi została w większości zniszczona. 71% powierzchni Ziemi zajmuje woda, jednie 29% stanowią lądy. Ziemia jest jedynym ciałem w Układzie Słonecznym, na której woda może istnieć w stanie ciekłym.

Atmosfera Ziemi składa się z:
· azotu
· tlenu
· argonu
· dwutlenku węgla
· pary wodnej

We wczesnej atmosferze było prawdopodobnie znacznie więcej dwutlenku węgla, ale od tamtej pory został on prawie w całości zawarty w skałach węglowych, a mniejsza jego część - rozpuszczona w oceanach i pochłonięta przez rośliny żywe. Lecz ta niewielka ilość dwutlenku węgla ma dla życia na Ziemi niebagatelne znaczenie; powoduje ona tzw. efekt cieplarniany, który podwyższa globalną temperaturę o około 35o (np. zamiast -15^oC mamy ciepłą wiosnę o temperaturze 20^oC). Bez efektu cieplarnianego oceany by pozamarzały i życie byłoby praktycznie niemożliwe. Jednak, o czym jest głośno już od kilku lat, gdy dwutlenku węgla będzie zbyt dużo, może on mieć również niszczącą dla życia siłę. Tlen w ziemskiej atmosferze jest produkowany i utrzymywany przez procesy biologiczne. Bez życia, na Ziemi nie byłoby tlenu w stanie wolnym.

Ziemia posiada również skromne pole magnetyczne wytwarzane przez prądy elektryczne w jądrze. To właśnie dzięki istnieniu tego pola (a właściwie oddziaływaniu na nie wiatru słonecznego) możemy obserwować takie zjawiska, jak zorze polarne.

Księżyc

Jest to drugi, po Słońcu najjaśniejszy obiekt na ziemskim niebie. Księżyc nie ma atmosfery. Aktualnie orbita Księżyca nie jest idealnie okrągła, co prowadzi do tego, że niejako "chwieje się" on i od czasu do czasu można obserwować bardzo niewielką część jego lewej strony, czyli tej normalnie niewidocznej z Ziemi. Z geologicznego punktu widzenia, Księżyc zbudowany jest z cienkiej skorupy, płaszcza oraz małego jądra.

Mars

Swą nazwę Mars zawdzięcza najprawdopodobniej swemu silnie czerwonemu kolorowi. Temperatura na Marsie zmienia się bardzo gwałtownie w ciągu trwania roku. Powodem tych wahań jest kształt marsjańskiej orbity - jest ona silnie eliptyczna. Średnia temperatura na planecie wynosi od –120^oC do 22^oC. Mars znany jest w Układzie Słonecznym z najwyższych łańcuchów górskich oraz największych kanionów. Co do wnętrza Marsa, to możemy jedynie spekulować, jaką ma ono budowę. Najczęściej mówi się o jądrze mającym promień 1700 km, płynno-skalny płaszcz oraz cienkiej skorupie.

Brak pola magnetycznego może świadczyć o tym, że w marsjańskim jądrze więcej mało jest żelaza, a w tym wypadku większość może stanowić siarka. Na Marsie nie zaobserwowano działalności tektonicznej, ale za to powszechne są tam ślady erozji.

Atmosfera Marsa jest bardzo cienka, a w zasadzie są to tylko resztki dawnej marsjańskiej atmosfery.

Składa się ona z:
· dwutlenku węgla (95.3%) - ilość wystarczająca do "podgrzania" planety
o zaledwie 5o
· azotu (2.7%)
· argonu (1.6%)
· śladowych ilości tlenu (0.15%)
· pary wodnej (0.03%)

Ciśnienie panujące na Marsie to zaledwie 7 milibarów, czyli mniej niż 1% ziemskiego ciśnienia atmosferycznego.

Jowisz

Jowisz to największa planeta Układu Słonecznego. Jego masa dwukrotnie przewyższa masę wszystkich pozostałych planet naszego układu (bez Słońca). Jowisz nie ma "twardego gruntu" jest on zbudowany prawie wyłącznie z gazu, którego gęstość rośnie w miarę zbliżania się go środka planety. 90% gazu stanowi wodór, pozostałe 10% - hel z niewielkimi domieszkami metanu, wody i amoniaku. Bardzo podobną budowę ma Saturn. Planeta posiada prawdopodobnie skaliste jądro o masie 10 do 15 mas Ziemi. Na Jowiszu, podobnie jak i innych planetach gazowych panują straszliwe wiatry osiągające prędkość do ok. 150 m/s (540km/h). Jowisz posiada ogromne pole magnetyczne, znacznie przewyższające ziemskie. Jego zasięg sięga 650 mln km (aż po orbitę Saturna), jednak "jedynie" kilka mln km w kierunku Słońca. Właśnie to pole może być jednym z powodów tak dużej aktywności wulkanicznej na jednym z księżyców Jowisza - Io. Oprócz tego planeta posiada również niewielkie pierścienie (podobne do pierścieni Saturna, tyle że dużo mniejsze). Są one znacznie ciemniejsze, niż te wokół Saturna, a zbudowane są najprawdopodobniej z bardzo małych odłamków skalnych.

Saturn

Saturn jest szóstą planetą od Słońca i drugą pod względem wielkości. Różnica pomiędzy jego "szerokością" a "wysokością" wynosi aż 10% (ok. 12 000 km). Jest to wynikiem bardzo małej gęstości planety (najmniejszej w Układzie Słonecznym, mniejszej od gęstości wody) przy stosunkowo szybkim ruchu obrotowym (siła odśrodkowa jest większa na równiku aniżeli na biegunach i w ich pobliżu). Podobnie jak Jowisz planeta zbudowana jest w 75% z wodoru oraz w 25% - helu z domieszkami wody, metanu, amoniaku oraz okruchów skalnych. Jest to budowa typowa dla mgławicy planetarnej, z której powstał nasz Układ Słoneczny. Wnętrze Saturna jest bardzo gorące – w samym centrum osiąga 12000oK. Planeta, podobnie jak Jowisz, emituje w przestrzeń kosmiczną więcej energii aniżeli otrzymuje od Słońca. Saturn posiada sześć pierścieni. Nazwane są kolejno D, C, B, A, F, G i E (licząc od powierzchni planety). Są one zbudowane z miliardów niewielkich skalno-lodowych bryłek, o różnych średnicach (od kilku centymetrów do kilku metrów - w zależności od typu pierścienia). Grubość pierścieni jest nieproporcjonalnie mała w stosunku do średnicy - wynosi ona zaledwie 1.5 - 2 km przy ponad 250 000 średnicy.

Uran

Cechą charakterystyczną Uranu jest położenie jego osi obrotu – leży ona prawie dokładnie w płaszczyźnie orbity planety. Jest to ewenement w całym Układzie Słonecznym. Jeden z biegunów Uranu jest niemalże dokładnie skierowany w stronę Słońca (jest to zresztą również powodem ciągłego sporu, który z biegunów Uranu jest północny a który południowy). Uran w ok. 85% składa się ze skał i lodu; jedynie 15% stanowi wodór i odrobina helu. Nie jest to budowa typowa dla planet gazowych, do których przecież zalicza się Uran; bardziej przypomina to budowę jądra Jowisza lub Saturna. Uran nie posiada również jako takiego jądra - jego zewnętrzna budowa jest bardzo podobna do budowy wnętrza planety. Atmosfera Uranu to 83% wodoru, 15% helu i ok. 2% metanu. Podobnie, jak w przypadku innych gazowych planet, Uran otaczają pierścienie. Jest ich 11 i są one bardzo różnych wielkości - od pyłu do ok. 10 m. Wszystkie one są bardzo "słabe" (ciemne) i w związku z czym - bardzo trudne do zaobserwowania. Uran posiada własne pole magnetyczne, którego źródłem są najprawdopodobniej jakieś ruchy we wnętrzu planety.

Neptun

Swą nazwę planeta zawdzięcza charakterystycznemu błękitnemu kolorowi, który do złudzenia przypomina barwę oceanu. Kolor ten jest, podobnie jak w przypadku Uranu wynikiem pochłaniania czerwonej części światła słonecznego przez metan zawarty w atmosferze planety. Budowa Neptuna jest bardzo podobna do budowy Uranu z tym, że jest on nieco mniejszy ale za to cięższy od swojego poprzednika. Planeta składa się więc z brył skalno-lodowych oraz, w 15%, z wodoru i helu. W przeciwieństwie do Uranu, planeta posiada niewielkie jądro o masie w przybliżeniu odpowiadającej masie Ziemi. Neptun posiada również atmosferę złożoną z wodoru, helu i niewielkich ilości metanu. Podobnie, jak na każdej gazowej planecie, tak i na Neptunie występują straszliwe wiatry, które akurat tym w przypadku są najsilniejsze w całym Układzie Słonecznym. Osiągają one oszałamiające prędkości 2000 km/h. Neptun posiada również pierścienie (jak wszystkie gazowe planety). Podobnie jak pierścienie Jowisza czy Uranu są one bardzo ciemne, jednak w tym przypadku ich budowa nie jest znana. Pierścienie te wykazują jeszcze jedną charakterystyczną cechę - wydają się być niejako "skręcone".

Pluton

Pluton jest najdalej położona planetą w naszym układzie, można by rzec - najgłębszą. Planeta ta jest bardzo mała. Jedynym księżycem Plutona jest Charon. Jego masa jest niewiele mniejsza
od masy Plutona, co powoduje, że oba ciała obiegają jeden środek ciężkości (nie można powiedzieć, że Charon obiega Plutona, ale też nie możemy powiedzieć że to Pluton obiega Charona). Sytuacja ta przypomina podwójny układ gwiazd. O Plutonie właściwie niewiele wiadomo, a nawet wszystko to jedynie przypuszczenia. Temperatura na jego powierzchni waha się prawdopodobnie od –228^oC do -238^oC. Jest on złożony w 70% ze skał a w pozostałych 30 - z zamarzniętej wody. O atmosferze planety też nie można powiedzieć nic pewnego; może się ona składać w większości z azotu oraz tlenku węgla i metanu.

Pluton nie jest już planetą!

Wybrane cechy Układu Słonecznego

Rozwój środowiska przyrodniczego na Ziemi

W formującej się Ziemi następowało porządkowanie pierwiastków i związków chemicznych. Cięższe gromadziły się wewnątrz, lżejsze – na zewnątrz, najlżejsze natomiast ulatywały w przestrzeń. Wnętrze przybierało stopniowo postać sfer rozdzielanych sferami przejściowymi, tzw. powierzchniami nieciągłości.

Z czasem Ziemia uzyskała pierwszy składnik swego systemu – magnetosferę (otoczka magnetyczna naszej planety wytworzona przez jej wnętrze). Kiedy zewnętrzna otoczka globu ostygła na tyle, że możliwe stały się procesy krystalizacji minerałów, zaczęła się formować sztywna powłoka. Około 4,5 mld lat temu Ziemia weszła w fazę planetarną. System przyrody globu wzbogacił się o kolejny składnik, zwany litosferą. Procesy rządzące rozwojem litosfery, znajdującej się pod wpływem gorącego wnętrza przy jednoczesnym nieprzerwanym dopływie energii i materii z zewnątrz, umożliwiły powstanie kolejnych składowych systemu Ziemi. Pojawił się ściśle powiązany system atmosfera – hydrosfera. Występowanie w atmosferze pary wodnej doprowadziło, wskutek jej kondensacji (skraplania się) i obfitych opadów, do powstania wód oceanicznych. W niemal całkowicie pozbawionej wolnego tlenu wodzie morskiej zaczęły się rozwijać organizmy wytwarzające ten tak niezbędny do życia pierwiastek. Hydrosfera została w ten sposób wzbogacona w tlen, co stworzyło podstawy rozwoju biosfery. Bardzo długo biosfera była związana wyłącznie ze środowiskiem wodnym. O ekspansji życia na suchy ląd można mówić dopiero w okresie około 400 mln lat temu. Wówczas pojawiły się tu rośliny, a następnie zwierzęta (około 360 mln lat temu). Początkowo organizmy zwierzęce przystosowały się do życia w przypowierzchniowych warstwach gruntu. Z czasem przystosowały się do życia na powierzchni Ziemi, by w końcu opanować również atmosferę. Rozwijające się życie biologiczne zaczęło intensywnie wzbogacać atmosferę w tlen, co ostatecznie doprowadziło do ukształtowania się jej warstwowej budowy w postaci sfer o różnym składzie i właściwościach fizycznych oraz rozgraniczających je cienkich stref przejściowych. Szczególnie znaczenie dla życia ma warstwa ozonowa, wytworzona wskutek oddziaływania promieni słonecznych na tlen atmosferyczny. Rozpościera się ona na wysokości od około 25 do 50 km ponad Ziemią. Świat organiczny, oddziałując na powierzchnię litosfery, zainicjował kształtowanie się gleb. W ten sposób system przyrody Ziemi wzbogacił się o pedosferę. Z chwilą pojawienia się na Ziemi najwyżej zorganizowanych form życia, to jest antropoidów, ziemski system zyskał antroposferę. Oddziaływanie człowieka na środowisko ziemskie miało początkowo ograniczony zasięg. Szybki rozwój cywilizacji ludzkiej znacznie jednak rozszerzył i zintensyfikował to oddziaływanie. Presja człowieka na środowisko jest powszechna i intensywna, a do tego narasta w sposób lawinowy.

Ruch obiegowy Ziemi wokół Słońca

Ruch obiegowy Ziemi wokół Słońca odbywa się po drodze zwanej orbitą ziemską. Orbita ma kształt spłaszczonej elipsy. Ruch ten odbywa się w stronę przeciwną do ruchu wskazówek zegara. Czas obiegu Ziemi wokół Słońca wynosi 365 dni 5h 48’45,9’’ czyli rok. Jest to tzw. rok zwrotnikowy i jest podstawą opracowania roku kalendarzowego. Średnia prędkość ruchu obiegowego wynosi 29,9 km/s.

Następstwa ruchu obiegowego Ziemi:
• następowanie pór roku - ilość ciepła jaką otrzymuje Ziemia zależy od kątów padania promieni słonecznych
• strefy oświetlenia Ziemi - wyróżniamy pięć stref geograficznych - strefa gorąca, umiarkowana, zimna, międzyzwrotnikowa, podbiegunowa
• sfery cieplne Ziemi - nachylenie płaszczyzny równika 23 stopnie i 27 minut
• zmiana długości trwania dni i nocy na Ziemi
• utworzenie przez człowieka kalendarza w XVI wieku
• rok astronomiczny
• dni i noce polarne na kołach podbiegunowych

Oświetlenie Ziemi w ciągu roku – astronomiczne pory roku.

21 III – początek astronomicznej wiosny na półkuli północnej i astronomicznej jesieni na półkuli południowej. Promienie słoneczne w momencie górowania padają prostopadle na równik. Ziemia jest oświetlona równomiernie, dzień trwa tyle samo co noc, czyli 12 godzin. Dzień 21 marca jest dniem równonocy wiosennej. Na biegunie północnym kończy się noc polarna a zaczyna dzień polarny. Na biegunie południowym sytuacja jest odwrotna. Od tego dnia rośnie oświetlenie półkuli północnej.

22 VI – początek astronomicznego lata na półkuli północnej i astronomicznej zimy na półkuli południowej. Promienie słoneczne w momencie górowania padają prostopadle na Zwrotnik Raka. Na półkuli północnej jest najdłuższy dzień i najkrótsza noc. Jest to dzień przesilenia letniego. Od tego dnia maleje oświetlenie półkuli północnej.

23 IX - początek astronomicznej jesieni na półkuli północnej i astronomicznej wiosny na półkuli południowej. Promienie słoneczne w momencie górowania padają prostopadle na równik. Jest to dzień równonocny jesiennej. Od tego dnia rośnie oświetlenie półkuli południowej

22 XII – początek astronomicznej zimy na półkuli północnej i astronomicznego lata na półkuli południowej. Promienie słoneczne padają prostopadle na Zwrotnik Koziorożca. Na półkuli północnej występuje najkrótszy dzień i najdłuższa noc. Na półkuli południowej odwrotnie. Od tego dnia maleje oświetlenie półkuli południowej. Punkt słoneczny zaczyna się przesuwać w kierunku równika.

Ruch obrotowy Ziemi wokół własnej osi

Obrotowy ruch Ziemi – wirowy ruch Ziemi – to obrót wokół własnej osi.

Obserwowany pozorny ruch Słońca i innych ciał niebieskich jest wynikiem obracania się Ziemi dookoła swojej osi. Czas pełnego obrotu Ziemi trwa w przybliżeniu 23 h 56’4.1’, czyli dobę.
Ruch obrotowy odbywa się z zachodu na wschód, to znaczy w kierunku przeciwnym do pozornego ruchu Słońca po sklepieniu niebieskim.W trakcie obrotu Ziemia zwraca się ku Słońcu coraz to inna częścią powierzchni. Powoduje to, że na półkuli oświetlonej jest dzień a na przeciwnej noc. Są to najważniejsze konsekwencje ruchu obrotowego Ziemi, gdyż mają decydujący wpływ na życie na naszej planecie.

Ruch obrotowy jest powodem spłaszczenia Ziemi przy biegunach.Różnica w długości promienia biegunowego i równikowego powoduje zróżnicowanie siły przyciągania ziemskiego. Wzrasta ono wraz ze wzrostem szerokości geograficznej. Prędkość liniowa poruszania się punktów w różnych szerokościach geograficznych nie jest jednakowa: największe jest na równiku około 1670 km/h, zmniejsza się w miarę oddalania się od równika, a zanika na biegunach 0 km/h. Kolejnym następstwem ruchu obrotowego Ziemi jest różny czas górowania Słońca w różnych miejscach, a co za tym idzie podział świata na strefy i wyróżnienie czasu słonecznego czy strefowego a także występowanie linii zmiany daty.

Współrzędne geograficzne

Ziemia, będącą bryłą sferyczną, której powierzchnię urozmaica rzeźba i nierównomierny rozkład lądów oraz oceanów, wymaga specjalnego sposobu określania pozycji poszczególnych jej punktów – służą do tego współrzędne geograficzne. Współrzędne geograficzne to długość i szerokość geograficzna mierzone w stopniach, minutach i sekundach. Początkiem układu współrzędnych geograficznych jest przecięcie się południka zerowego (Greenwich) z równikiem.

Długość geograficzna

Długością geograficzną nazywamy kąt dwuścienny zawarty między półpłaszczyzną południka 0o a półpłaszczyzną dowolnego południka. Pomiaru tego kąta dokonuje się w płaszczyźnie równikowej i oznacza go kierunkiem wschodnim (w zakresie 0o – 180o E) bądź zachodnim (w zakresie 0o – 180o W) względem południka 0o. Na całej długości odpowiednich południków geograficznych, od jednego do drugiego bieguna, długość geograficzna jest niezmienna. Zmieniają się wprawdzie odległości liniowe między tymi samymi południkami – najmniejsze są przy biegunach, a największe na równiku – ale kąt jest zawsze taki sam.

Szerokość geograficzna

Równoleżniki opisane w wartościach stopni kątowych stanowią miarę tzw. szerokości geograficznej. Szerokość geograficzna jest to kąt zawarty między płaszczyzną równika a promieniem ziemskim przechodzącym przez określony punkt na powierzchni Ziemi. Wielkość tego kąta mierzy się w płaszczyźnie południkowej. Kąt ten przyjmuje wartości od 0o do 90^oC. Szerokość geograficzna może być północna i południowa.

Kształt i rozmiary Ziemi

Pogląd o kulistym kształcie Ziemi sformułowali już pitagorejczycy. Później, na przełomie III i II w. p.n.e, mieszkaniec Aleksandrii – Eratostenes przyjął założenie, że Ziemia ma kształt kuli i próbował określić jej rozmiary. W wyniku pomiarów kąta padania promieni słonecznych podczas górowania Słońca w tym samym dniu nad Syene (Asuan) i Aleksandrią określił stopień zakrzywienia powierzchni Ziemi między badanymi punktami, a następnie dość trafnie wyznaczył rozmiary globu. W czasach nowożytnych, najpierw dzięki pracom I. Newtona, a później szczegółowym pomiarom astronomicznym, topograficznym i grawimetrycznym, udowodniono, że Ziemia nie jest kulą. Nie jest także elipsoidą. Okazało się, że Ziemia jest nie tylko spłaszczona przy biegunach i nieznacznie nabrzmiała w niskich szerokościach geograficznych, ale że półkula południowa jest nieco większa od półkuli północnej.
Bryła Ziemi nie posiada odpowiednika w jakiejś znanej bryle geometrycznej. Nosi ona nazwę geoidy.

Według obliczeń wymiary Ziemi są następujące: