Ziemia i niebo to podstawowe części naszego świata przyrody. Podczas tej lekcji omówione zostaną te koncepcje z perspektywy astronomii i nauk o Ziemi, wyjaśniając, w jaki sposób oddziałują one na siebie i na siebie wpływają. Choć może się wydawać, że Ziemia i niebo to odrębne domeny, są one ze sobą powiązane na wiele sposobów, które wpływają na środowisko, klimat i życie na Ziemi.
Nasza planeta, Ziemia, jest jedną z ośmiu planet Układu Słonecznego, krążących wokół Słońca raz na 365,25 dni. Oś Ziemi jest nachylona pod kątem około 23,5 stopnia w stosunku do jej orbity wokół Słońca. To nachylenie jest odpowiedzialne za zmieniające się pory roku, gdy Ziemia okrąża Słońce. Na półkuli nachylonej w stronę Słońca panują wyższe temperatury i dłuższe dni, co oznacza sezon letni, podczas gdy na przeciwnej półkuli panuje zima.
Atmosfera ziemska to warstwa gazów otaczająca planetę, chroniąca ją przed szkodliwym promieniowaniem słonecznym i pomagająca regulować temperaturę. Atmosfera składa się głównie z azotu (78%) i tlenu (21%), z niewielkimi ilościami innych gazów, takich jak argon i dwutlenek węgla. Atmosfera jest podzielona na kilka warstw, od najniższej do najwyższej: troposferę, stratosferę, mezosferę, termosferę i egzosferę. Każda warstwa ma swoją własną charakterystykę i funkcje, takie jak warstwa ozonowa w stratosferze, która pochłania i rozprasza ultrafioletowe promieniowanie słoneczne.
Niebo to atmosfera ziemska widziana z powierzchni planety. Kiedy patrzymy w górę, w ciągu dnia widzimy błękitne niebo ze względu na rozpraszanie światła słonecznego przez atmosferę. Rozpraszanie to jest bardziej efektywne w przypadku krótszych fal światła (niebieski) niż w przypadku dłuższych fal (czerwony). O wschodzie i zachodzie słońca światło musi przejść przez większą część atmosfery ziemskiej, co powoduje rozproszenie dużej części niebieskiego światła i pozostawienie nieba w kolorze czerwonym lub pomarańczowym.
W nocy, gdy część Ziemi, na której się znajdujesz, jest zwrócona od Słońca, możesz zobaczyć gwiazdy, planety i Księżyc. Gwiazdy to ogromne, odległe słońca, które emitują światło, podczas gdy planety, takie jak Wenus i Mars, znajdują się bliżej Ziemi i świecą, odbijając światło słoneczne. Wzory, które gwiazdy zdają się formować na niebie, nazywane są konstelacjami i były wykorzystywane do nawigacji i opowiadania historii na przestrzeni dziejów ludzkości.
Księżyc, jedyny naturalny satelita Ziemi, przechodzi przez różne fazy w zależności od jego położenia względem Ziemi i Słońca. Fazy te obejmują Księżyc w nowiu, kiedy znajduje się on pomiędzy Ziemią a Słońcem; pełnia księżyca, kiedy Ziemia znajduje się pomiędzy Księżycem a Słońcem; oraz pierwszą i ostatnią kwadrę, kiedy widzimy oświetloną połowę Księżyca. Cykl faz powtarza się co 29,5 dnia.
Gdy Ziemia okrąża Słońce, widoczne konstelacje na nocnym niebie zmieniają się. Dzieje się tak dlatego, że nocna strona Ziemi zwrócona jest w stronę różnych części kosmosu o różnych porach roku. Dodatkowo pozycja Słońca na niebie zmienia się w ciągu roku, osiągając najwyższy punkt podczas przesilenia letniego, a najniższy podczas przesilenia zimowego.
Zaćmienie ma miejsce, gdy Ziemia, Księżyc i Słońce zrównają się. Podczas zaćmienia Słońca Księżyc przechodzi pomiędzy Ziemią a Słońcem, rzucając cień na Ziemię i chwilowo blokując światło Słońca w niektórych obszarach. Podczas zaćmienia Księżyca Ziemia znajduje się pomiędzy Słońcem a Księżycem, a cień Ziemi kładzie się na Księżyc. Zaćmienia Słońca mogą wystąpić tylko podczas nowiu, natomiast zaćmienia Księżyca podczas pełni.
Zanieczyszczenie świetlne, spowodowane nadmiernym światłem sztucznym, może znacznie zmniejszyć widoczność gwiazd na nocnym niebie. Jest to szczególnie widoczne na obszarach miejskich, gdzie koncentracja sztucznego oświetlenia utrudnia obserwację wszystkich gwiazd i planet z wyjątkiem najjaśniejszych.
Ziemia i niebo są ze sobą ściśle powiązane, oferując nam okno na szerszy wszechświat i nasze w nim miejsce. Od zrozumienia podstaw ziemskiej atmosfery i jej ruchu w przestrzeni po obserwację gwiazd, planet i Księżyca na niebie – zawsze jest coś nowego do odkrycia. Chociaż zanieczyszczenie światłem utrudnia obserwację nocnego nieba, wciąż jest wiele miejsc i czasów, w których cuda wszechświata są widoczne gołym okiem, przypominając nam o pięknie i złożoności świata, w którym żyjemy.
