पृथ्वी की गतियाँ: घूर्णन, परिक्रमण और ऋतु परिवर्तन

परिचय

पृथ्वी की दो प्रमुख गतियाँ हैं—अपनी धुरी पर घूमना और सूर्य के चारों ओर घूमना। पहली गति से दिन-रात तथा दूसरी गति और पृथ्वी की धुरी के झुकाव के मेल से ऋतुओं का निर्माण होता है। इन गतियों से समय-गणना, दिन की अवधि और सूर्य की आभासी स्थिति में नियमित परिवर्तन दिखाई देते हैं।

पृथ्वी की घूर्णन गति

घूर्णन का अर्थ और दिशा

पृथ्वी का अपनी काल्पनिक धुरी पर घूमना घूर्णन कहलाता है। धुरी उत्तरी और दक्षिणी ध्रुवों को जोड़ती है। पृथ्वी पश्चिम से पूर्व की ओर घूमती है। उत्तरी ध्रुव के ऊपर से देखने पर यह दिशा वामावर्त दिखाई देती है। इसी वजह से सूर्य सहित आकाशीय पिंड सामान्यतः पूर्व में उदित और पश्चिम में अस्त होते हुए प्रतीत होते हैं; यह दैनिक गति मुख्यतः पृथ्वी के घूर्णन का आभासी प्रभाव है।

तारों के सापेक्ष एक पूरा घूर्णन करने में पृथ्वी को लगभग 23 घंटे 56 मिनट 4 सेकंड लगते हैं। इसे नाक्षत्र दिवस कहते हैं। सूर्य को आकाश में फिर उसी स्थानीय स्थिति पर आने में औसतन लगभग 24 घंटे लगते हैं; इसे सौर दिवस कहते हैं। दोनों अवधियों का अंतर इसलिए है कि पृथ्वी घूर्णन करते हुए सूर्य के चारों ओर अपनी कक्षा में भी आगे बढ़ती रहती है। उसे सूर्य को फिर उसी दिशा में देखने के लिए थोड़ा अतिरिक्त घूमना पड़ता है।

घूर्णन के प्रमुख प्रभाव

दिन और रात: पृथ्वी का सूर्य की ओर वाला भाग प्रकाशित होता है और विपरीत भाग अंधकार में रहता है। घूर्णन के कारण कोई स्थान बारी-बारी से प्रकाश और अंधकार वाले भागों से गुजरता है। दिन-रात की अवधि पूरे वर्ष समान नहीं रहती; यह अक्षीय झुकाव और स्थान की अक्षांशीय स्थिति से भी प्रभावित होती है।
स्थानीय समय में अंतर: पृथ्वी लगभग 24 घंटे में 360° घूमती है। इसलिए 15° देशांतर का अंतर लगभग 1 घंटे के स्थानीय सौर समय के अंतर के बराबर होता है; 1° का अंतर लगभग 4 मिनट का होता है। भारत में एक मानक समय रखने के लिए 82°30′ पूर्वी देशांतर को मानक मध्याह्न रेखा माना गया है। यह उत्तर प्रदेश के मिर्जापुर क्षेत्र के निकट से गुजरती है।
आकाशीय पिंडों की दैनिक आभासी गति: सूर्य, चंद्रमा और तारों का पूर्व से पश्चिम की ओर चलता हुआ दिखाई देना पृथ्वी के पश्चिम से पूर्व घूर्णन का परिणाम है।
पृथ्वी का आकार: घूर्णन के कारण पृथ्वी भूमध्य रेखा पर कुछ उभरी और ध्रुवों पर कुछ चपटी है। इसलिए पृथ्वी पूर्ण गोला नहीं, बल्कि ध्रुवों पर चपटा गोलाभ है।
गतिशील वस्तुओं का विचलन: घूर्णन के कारण चलती हवा और समुद्री धाराओं की दिशा पर कोरिऑलिस प्रभाव पड़ता है। इसका प्रभाव उत्तरी गोलार्ध में सामान्यतः दाईं ओर और दक्षिणी गोलार्ध में बाईं ओर विचलन के रूप में समझाया जाता है।

भूमध्य रेखा पर घूर्णन के कारण सतह की रैखिक गति सबसे अधिक होती है—लगभग 1,670 किलोमीटर प्रति घंटा। ध्रुवों पर यह रैखिक गति लगभग शून्य होती है, क्योंकि वे घूर्णन धुरी पर स्थित हैं।

पृथ्वी की परिक्रमण गति

कक्षा और परिक्रमण काल

पृथ्वी का सूर्य के चारों ओर अपनी कक्षा में घूमना परिक्रमण कहलाता है। इसकी कक्षा लगभग दीर्घवृत्ताकार है, इसलिए पृथ्वी और सूर्य के बीच की दूरी वर्ष भर थोड़ी बदलती रहती है। सूर्य से पृथ्वी की औसत दूरी लगभग 14.96 करोड़ किलोमीटर है। पृथ्वी की औसत कक्षीय गति लगभग 29.8 किलोमीटर प्रति सेकंड है।

सूर्य के सापेक्ष एक परिक्रमा पूरी करने में लगभग 365 दिन 5 घंटे 48 मिनट 46 सेकंड लगते हैं। इस अवधि को उष्णकटिबंधीय वर्ष कहा जाता है; कैलेंडर का सामान्य वर्ष 365 दिनों का होता है। अतिरिक्त लगभग 6 घंटे हर वर्ष जुड़ते हैं, इसलिए सामान्य ग्रेगोरियन नियम में चार से विभाज्य वर्ष अधिवर्ष होता है। शताब्दी वर्ष तभी अधिवर्ष है जब वह 400 से भी विभाज्य हो। उदाहरणार्थ, 2000 अधिवर्ष था, लेकिन 1900 नहीं।

सूर्य से पृथ्वी की निकटतम स्थिति को उपसौर और सबसे दूर की स्थिति को अपसौर कहते हैं। पृथ्वी सामान्यतः लगभग 3 जनवरी को उपसौर और लगभग 4 जुलाई को अपसौर स्थिति में होती है। ये तारीखें वर्ष के अनुसार थोड़ी बदल सकती हैं। दूरी में यह बदलाव ऋतुओं का मुख्य कारण नहीं है।

ऋतु परिवर्तन

अक्षीय झुकाव और सूर्य की किरणें

ऋतुओं का कारण पृथ्वी का सूर्य से कभी निकट और कभी दूर होना नहीं, बल्कि पृथ्वी का अक्षीय झुकाव और सूर्य के चारों ओर उसका परिक्रमण है। पृथ्वी की धुरी कक्षा के तल के लंब से लगभग 23.5° झुकी हुई है; दूसरे शब्दों में, धुरी कक्षा के तल से लगभग 66.5° का कोण बनाती है। परिक्रमा के दौरान धुरी की दिशा अंतरिक्ष में लगभग समान बनी रहती है। इसी कारण वर्ष के अलग-अलग समय पर दोनों गोलार्धों को सूर्य का प्रकाश अलग कोणों और अलग अवधि तक मिलता है।

जब उत्तरी गोलार्ध सूर्य की ओर झुका होता है, वहाँ सूर्य की किरणें अधिक सीधी पड़ती हैं और दिन अपेक्षाकृत लंबे होते हैं। इससे उत्तरी गोलार्ध में गर्मी का मौसम होता है। उसी समय दक्षिणी गोलार्ध सूर्य से अपेक्षाकृत दूर झुका होने के कारण कम सीधी किरणें और छोटे दिन पाता है; वहाँ सर्दी होती है। लगभग छह महीने बाद स्थिति उलट जाती है। इसलिए दोनों गोलार्धों में ऋतुएँ सामान्यतः विपरीत होती हैं।

अयनांत और विषुव

जून अयनांत: लगभग 21 जून को सूर्य की सीधी किरणें कर्क रेखा पर पड़ती हैं। इस समय उत्तरी गोलार्ध में दिन की अवधि सामान्यतः सबसे लंबी और रात सबसे छोटी होती है; यहाँ ग्रीष्म ऋतु रहती है। दक्षिणी गोलार्ध में इसका उलटा मौसमी प्रभाव होता है।
दिसंबर अयनांत: लगभग 22 दिसंबर को सूर्य की सीधी किरणें मकर रेखा पर पड़ती हैं। उत्तरी गोलार्ध में दिन सामान्यतः सबसे छोटा और रात सबसे लंबी होती है; यहाँ शीत ऋतु रहती है।
मार्च विषुव: लगभग 20 या 21 मार्च को सूर्य की सीधी किरणें भूमध्य रेखा पर पड़ती हैं। इसे वसंत विषुव भी कहते हैं।
सितंबर विषुव: लगभग 22 या 23 सितंबर को सूर्य की सीधी किरणें फिर भूमध्य रेखा पर पड़ती हैं। इसे शरद विषुव भी कहते हैं।

विषुव के आसपास दिन और रात लगभग बराबर होते हैं। पृथ्वी के वायुमंडल में प्रकाश के अपवर्तन तथा सूर्योदय-सूर्यास्त की परिभाषा के कारण वास्तविक दिन-रात हर स्थान पर ठीक 12-12 घंटे हों, यह आवश्यक नहीं है। कर्क और मकर रेखाओं के बीच सूर्य वर्ष में अलग-अलग दिनों पर दोपहर के समय सिर के लगभग ठीक ऊपर हो सकता है। ध्रुवीय वृत्तों के भीतर वर्ष के कुछ समय तक दिन या रात 24 घंटे तक रह सकते हैं।

परीक्षा के लिए 10 एक-पंक्ति तथ्य

नाक्षत्र दिवस लगभग 23 घंटे 56 मिनट 4 सेकंड का होता है, जबकि औसत सौर दिवस 24 घंटे का होता है।
पृथ्वी 15° देशांतर घूमने में लगभग 1 घंटा और 1° घूमने में लगभग 4 मिनट लेती है।
भारत की मानक मध्याह्न रेखा 82°30′ पूर्वी देशांतर है।
भूमध्य रेखा पर पृथ्वी की घूर्णनजनित रैखिक गति लगभग 1,670 किमी/घंटा है।
पृथ्वी की औसत कक्षीय गति लगभग 29.8 किमी/सेकंड है।
पृथ्वी की औसत सूर्य-दूरी लगभग 14.96 करोड़ किलोमीटर है।
उपसौर की स्थिति सामान्यतः लगभग 3 जनवरी को आती है।
अपसौर की स्थिति सामान्यतः लगभग 4 जुलाई को आती है।
पृथ्वी की धुरी कक्षा के तल के लंब से लगभग 23.5° झुकी है।
सूर्य की सीधी किरणें जून अयनांत पर कर्क रेखा और दिसंबर अयनांत पर मकर रेखा पर पड़ती हैं।

याद रखने योग्य मुख्य तथ्य

विषय	मुख्य तथ्य
घूर्णन की दिशा	पश्चिम से पूर्व
नाक्षत्र दिवस	लगभग 23 घंटे 56 मिनट 4 सेकंड
औसत सौर दिवस	लगभग 24 घंटे
परिक्रमण काल	लगभग 365 दिन 5 घंटे 48 मिनट 46 सेकंड
अक्षीय झुकाव	कक्षा के तल के लंब से लगभग 23.5°
जून अयनांत	लगभग 21 जून; सूर्य की सीधी किरणें कर्क रेखा पर
दिसंबर अयनांत	लगभग 22 दिसंबर; सूर्य की सीधी किरणें मकर रेखा पर
विषुव	लगभग 20/21 मार्च और 22/23 सितंबर
उपसौर और अपसौर	क्रमशः लगभग 3 जनवरी और 4 जुलाई

स्मृति-सूत्र

“जून इक्कीस—उत्तर दिन विशेष; दिसंबर बाईस—उत्तर रात खास; मार्च बीस-इक्कीस, सितंबर बाईस-तेईस—दिन-रात करीब बराबर; धुरी तेईस-आधा झुकी।” इस तुक से अयनांत-विषुव की अनुमानित तारीखें, उनका सामान्य प्रभाव और पृथ्वी का 23.5° अक्षीय झुकाव एक साथ याद रहता है।

बहुविकल्पीय प्रश्न

पृथ्वी का एक नाक्षत्र दिवस लगभग कितना होता है?
- क. 24 घंटे
- ख. 23 घंटे 56 मिनट 4 सेकंड
- ग. 365 दिन
- घ. 12 घंटे
उत्तर: ख. तारों के सापेक्ष पृथ्वी एक घूर्णन लगभग 23 घंटे 56 मिनट 4 सेकंड में पूरा करती है।
निम्नलिखित कथनों पर विचार करें:
- 1. पृथ्वी पश्चिम से पूर्व की ओर घूमती है।
- 2. पृथ्वी की धुरी कक्षा के तल पर लंबवत है।
सही विकल्प चुनिए।
- क. दोनों कथन सही हैं
- ख. केवल कथन 2 सही है
- ग. केवल कथन 1 सही है
- घ. दोनों कथन गलत हैं
उत्तर: ग. पृथ्वी पश्चिम से पूर्व घूमती है, लेकिन उसकी धुरी कक्षा के तल के लंब से लगभग 23.5° झुकी हुई है।
निम्नलिखित घटनाओं का सही कालक्रम चुनिए:
- क. दिसंबर अयनांत → जून अयनांत → मार्च विषुव → सितंबर विषुव
- ख. सितंबर विषुव → मार्च विषुव → दिसंबर अयनांत → जून अयनांत
- ग. जून अयनांत → मार्च विषुव → सितंबर विषुव → दिसंबर अयनांत
- घ. मार्च विषुव → जून अयनांत → सितंबर विषुव → दिसंबर अयनांत
उत्तर: घ. वर्ष में इन घटनाओं का सामान्य क्रम मार्च, जून, सितंबर और दिसंबर है।
पृथ्वी की घूर्णनजनित रैखिक गति सबसे अधिक कहाँ होती है?
- क. भूमध्य रेखा पर
- ख. उत्तरी ध्रुव पर
- ग. दक्षिणी ध्रुव पर
- घ. ध्रुवों और भूमध्य रेखा पर समान
उत्तर: क. भूमध्य रेखा पर घूर्णन धुरी से दूरी सबसे अधिक है, इसलिए वहाँ रैखिक गति अधिकतम होती है।

सुमेलित कीजिए:

सूची 1	सूची 2
1. जून अयनांत	अ. मकर रेखा पर सीधी किरणें
2. दिसंबर अयनांत	ब. कर्क रेखा पर सीधी किरणें
3. विषुव	स. भूमध्य रेखा पर सीधी किरणें

क. 1-अ, 2-ब, 3-स
ख. 1-स, 2-अ, 3-ब
ग. 1-ब, 2-अ, 3-स
घ. 1-ब, 2-स, 3-अ

उत्तर: ग. जून में कर्क रेखा, दिसंबर में मकर रेखा और विषुवों पर भूमध्य रेखा पर सीधी किरणें पड़ती हैं।

निम्नलिखित कथनों पर विचार करें:
- 1. जून अयनांत के आसपास सूर्य की सीधी किरणें कर्क रेखा पर पड़ती हैं।
- 2. पृथ्वी-सूर्य की दूरी में बदलाव ही ऋतु परिवर्तन का मुख्य कारण है।
सही विकल्प चुनिए।
- क. दोनों कथन सही हैं
- ख. केवल कथन 1 सही है
- ग. केवल कथन 2 सही है
- घ. दोनों कथन गलत हैं
उत्तर: ख. पहला कथन सही है; ऋतुओं का मुख्य कारण अक्षीय झुकाव और परिक्रमण है, दूरी में बदलाव नहीं।
24 घंटे के सौर दिवस और छोटे नाक्षत्र दिवस के अंतर का मुख्य कारण क्या है?
- क. पृथ्वी का आकार
- ख. चंद्रमा का पृथ्वी के चारों ओर घूमना
- ग. पृथ्वी का अक्षीय झुकाव
- घ. सूर्य के चारों ओर परिक्रमण के दौरान पृथ्वी का कक्षा में आगे बढ़ना
उत्तर: घ. एक घूर्णन के दौरान पृथ्वी कक्षा में आगे बढ़ती है, इसलिए सूर्य को फिर उसी दिशा में देखने के लिए थोड़ा अतिरिक्त घूमना पड़ता है।
पृथ्वी की उपसौर स्थिति सामान्यतः किस समय आती है?
- क. लगभग 3 जनवरी
- ख. लगभग 21 जून
- ग. लगभग 22 सितंबर
- घ. लगभग 4 जुलाई
उत्तर: क. पृथ्वी सामान्यतः जनवरी के आरंभ में सूर्य से अपनी निकटतम स्थिति, यानी उपसौर, पर होती है।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

ऋतुओं का मुख्य कारण क्या है?

पृथ्वी की धुरी का लगभग 23.5° झुकाव और सूर्य के चारों ओर उसका परिक्रमण।

क्या पृथ्वी-सूर्य की दूरी से ऋतुएँ बनती हैं?

नहीं। दूरी वर्ष भर बदलती है, पर ऋतु परिवर्तन का मुख्य कारण अक्षीय झुकाव और परिक्रमण है।

विषुव पर क्या होता है?

सूर्य की सीधी किरणें भूमध्य रेखा पर पड़ती हैं और दिन-रात लगभग बराबर होते हैं।