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地球公转

地球公转

地球公转是指地球按一定轨道环绕太阳的运动。地球公转方向是自西向东,周期为1个恒星年。从北天极看呈逆时针,从南天极看呈顺时针。

中文名地球公转

外文名The Earth revolution around sun

原因太阳引力场以及自转的作用

平均角速度每年360°

平均线速度每年9.4亿千米

周期365.2564天

    黄赤交角

    地球在其公转轨道上的每一点都在相同的平面上,这个平面就是地球轨道面。地球轨道面在天球上表现为黄道面,同太阳周年视运动路线所在的平面在同一个平面上。地球的自转和公转是同时进行的,在天球上,自转表现为天轴和天赤道,公转表现为黄轴和黄道。天赤道在一个平面上,黄道在另外一个平面上,这两个同心的大圆所在的平面构成一个23°26′的夹角,这个夹角叫做黄赤交角

    黄赤交角的存在,实际上意味着,地球在绕太阳公转过程中,自转轴对地球轨道面是倾斜的。由于地轴与天赤道平面是垂直的,地轴与地球轨道面交角应是90°——23°26′,即66°34′。地球无论公转到什么位置,这个倾角是保持不变的。

    在地球公转的过程中,地轴的空间指向在相当长的时期内是没有明显改变的。北极指向小熊星座α星,即北极星附近,这就是天北极的位置。也就是说,地球在公转过程中地轴是平行地移动的,所以无论地球公转到什么位置,地轴与地球轨道面的夹角是不变的,黄赤交角是不变的。

    黄赤交角的存在,也表明黄极与天极的偏离,即黄北极(或黄南极)与天北极(或天南极)在天球上偏离23°26′。

    我们所见到的地球仪,自转轴多数呈倾斜状态,它与桌面(代表地球轨道面)呈66°34′的倾斜角度,而地球仪的赤道面与桌面呈23°26′的交角,这就是黄赤交角的直观体现。

    由于黄赤交角的影响,太阳直射点以一年为周期在南北回归线之间往返移动,在南北回归线之间一年有两次太阳直射,在南北回归线上一年有一次太阳直射,在北回归线以北和南回归线以南地区一年中没有太阳直射。

    公转速度

    地球公转是一种周期性的圆周运动,因此,地球公转速度包含着角速度线速度两个方面。如果我们采用恒星年作地球公转周期的话,那么地球公转的平均角速度就是每年360°,也就是经过365.2564日地球公转360°,即每日约0.986°,亦即每日约59′8″。地球轨道总长度是940,000,000千米,因此,地球公转的平均线速度就是每年9.4亿千米,也就是经过365.2564日地球公转了9.4亿千米,即每秒钟29.8千米,约每秒30千米(线速度=940,000,000KM/365天=940,000,000秒/(365x24x3600)秒=29.8千米(近似为30千米/秒)。

    依据开普勒行星运动第二定律[1]可知,地球公转速度与日地距离有关。地球公转的角速度和线速度都不是固定的值,随着日地距离的变化而改变。地球在过近日点时,公转的速度快,角速度和线速度都超过它们的平均值,角速度为1°1′11″/日,线速度为30.3千米/秒;地球在过远日点时,公转的速度慢,角速度和线速度都低于它们的平均值,角速度为57′11″/日,线速度为29.3千米/秒。地球于每年1月初经过近日点,7月初经过远日点,因此,从1月初到当年7月初,地球与太阳的距离逐渐加大,地球公转速度逐渐减慢;从7月初到来年1月初,地球与太阳的距离逐渐缩小,地球公转速度逐渐加快。

    地球公转 我们知道,春分点和秋分点对黄道是等分的,如果地球公转速度是均匀的,则视太阳由春分点运行到秋分点所需要的时间,应该与视太阳由秋分点运行到春分点所需要的时间是等长的,各为全年的一半。但是,地球公转速度是不均匀的,则走过相等距离的时间必然是不等长的。视太阳由春分点经过夏至点到秋分点,地球公转速度较慢,需要186天多,长于全年的一半,此时是北半球的夏半年和南半球的冬半年;视太阳由秋分点经过冬至点到春分点,地球公转速度较快,需要179天,短于全年的一半,此时是北半球的冬半年和南半球的夏半年。由此可见,地球公转速度的变化,是造成地球上四季不等长的根本原因。

    首先了解几个名词:

    1.一光年:是指光在真空中一年时间里面走过的距离,注意,光年是长度单位。

    2.地球公转:我们的地球以每秒29.79公里的速度,沿着一个偏心率很小的椭圆绕着太阳公转。走完大约约9.4亿公里的一圈路程要花365天又5小时48分46秒,即大约一年。(日地平均距离是1.5亿公里)

    3.光在一年时间里面走过的距离与地球公转的周长之比:由于1光年是光在一年时间里面走过的距离,地球公转周长是地球一年走过的弧长,时间都是一年。所以距离之比就是光速300,000km/s和地球公转的速度29.79km/s之比:n=300,000/29.79=10,000倍。

    4.地球围绕太阳公转一周的距离:此处的距离实际上是周长,一周的弧长。我们已经知道地球公转轨道半径1.5亿公里,很容易算出周长的。根据公式s=2×3.14×1.5亿,大约9.4亿公里。

    5.根据椭圆终极理论公式计算公转周长为近似为939901691.151千米(由于计算机局限暂时只能精确到此)

    通常所指的地球公转是以太阳为参考系的二维平面,而地球在宇宙总空间和时间中转行一年的行程,大约117亿公里,轨迹是螺旋状的,2011年的春分和2012年的春分,不是相交,而是距离数十亿公里。

    公转周期

    地球公转 地球绕太阳公转一周所需要的时间,就是地球公转周期[2]。笼统地说,地球公转周期是一“年”。因为太阳周年视运动的周期与地球公转周期是相同的,所以地球公转的周期可以用太阳周年视运动来测得。地球上的观测者,观测到太阳在黄道上连续经过某一点的时间间隔,就是一“年”。由于所选取的参考点不同,则“年”的长度也不同。常用的周期单位有恒星年、回归年和近点年。

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