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地球自转周期

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地球自转一周所用的时间叫做一日 

地球自转 
地球绕自转轴自西向东的转动。地球自转是地球的一种重要运动形式,自转的平均角速度为 7.292×10-5弧度/秒,在地球赤道上的自转线速度为 465米/秒。一般而言,地球的自转是均匀的。但精密的天文观测表明,地球自转存在着3种不同的变化。 

自转速度的变化 20世纪初以后,天文学的一项重要发现是,确认地球自转速度是不均匀的。人们已经发现的地球自转速度有以下3种变化:① 长期减慢。这种变化使日的长度在一个世纪内大约增长1~2毫秒,使以地球自转周期为基准所计量的时间,2000 年来累计慢了2个多小时。引起地球自转长期减慢的原因主要是潮汐摩擦。②周期性变化。20世纪50年代从天文测时的分析发现,地球自转速度有季节性的周期变化,春天变慢,秋天变快,此外还有半年周期的变化。周年变化的振幅约为20~25毫秒,主要是由风的季节性变化引起的。③不规则变化。地球自转还存在着时快时慢的不规则变化。其原因尚待进一步分析研究。 

地球自转轴对于地球本体的运动 地球自转轴在地球本体上的位置是经常在变动的,这种变动称为地极移动,简称极移。1765年L.欧拉证明,如果没有外力的作用,刚体地球的自转轴将围绕形状轴作自由摆动 , 周期为 305 恒星日 。1888年人们才从纬度变化的观测中证实了极移的存在。1891年美国的S.C.张德勒进一步指出,极移包括两种主要周期成分:一种是周期约14个月的自由摆动,又称张德勒摆动;另一种是周期为12个月的受迫摆动。 

实际观测到的张德勒摆动就是欧拉所预言的自由摆动 。但因地球不是一个绝对刚体,所以张德勒摆动的周期比欧拉所预言的周期约长40%。张德勒摆动的振幅大约在0.06〃~0.25〃之间缓慢变化 ,其周期的变化范围约为410~440天。极移的另一种主要成分是周年受迫摆动,其振幅约为0.09〃,相对来说比较稳定,主要由于大气和两极冰雪的季节性变化所引起。 

将极移中的周期成分除去以后,可以得到长期极移。长期极移的平均速度约为0.003〃/年,方向大致在西经70°左右。 

地球自转轴在空间的运动 地球的极半径约比赤道半径短1/300,同时地球自转的赤道面、地球绕太阳公转的黄道面和月球绕地球公转的白道面 , 这三者并不在 一个平面内。由于这些因素,在月球、太阳和行星的引力作用下,使地球自转轴在空间产生了复杂的运动。这种运动通常称为岁差和章动。岁差运动表现为地球自转轴围绕黄道轴旋转,在空间描绘出一个圆锥面,绕行一周约需 2.6万年。章动是叠加在岁差运动上的许多复杂的周期运动。
回答者:莪兜兜哩哊棒糖 - 魔法师 五级 10-24 18:57
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笼统地说地球自转的周期是1日。地球自转周期的度量,需要在地外的天空找一个超然于地球自转的参考点。按参考点的不同,天文上的日的长度有三种,它们是恒星日、太阳日和太阴日,分别以春分点、太阳和月球为参考点。通常所说的1日(一昼夜)是指太阳日。 

天球周日运动是地球自转的反映。因此,地球自转周期可以从天体周日运动的周期来测定。恒星日是指同一恒星连续两次在同地中天的周期。同理,太阳日就是太阳连续两次在同地中天所需的时间;太阴日则是月球连续两次在同地中天所经历的时间。 

以上三个周期中,只有恒星日是地球自转的真正周期,即地球自转360°所经历的时间,因为恒星通常被视为天球上的定点。应当指出,天文上用来定义恒星日的,不是具体的某个恒星,而是春分点。这是由于恒星日是同恒星时相联系的,而恒星时是以春分点作为量时天体的。恒星时就是春分点的时角。为了同这些情况相适应,用来定义恒星日的只能是春分点。如考虑到地轴进动或春分点西退,那么,恒星日与地球自转周期,也还存在细微的差别。 

同恒星相比较,太阳和月球都不是天球上的定点。它们除了参与天球周日运动(向西)外,还有各自的巡天运动(向东),因而太阳日和太阴日都不是地球自转的真正周期。太阳和月球在天球上向东运行,意味着它们的赤经持续递增(赤经向东度量)。我们在讲述第二赤道坐标系时曾着重指出,天体中天时刻按其赤经次序而定。赤经增大,中天时刻就推迟到来,使连续两次中天的时间间隔增长。因此,太阳日和太阴日都要长于恒星日。 

太阳日和太阴日之间的互不相同,是因为二者具有不同的速度。太阳周年运动是地球公转的反映,其速度是每太阳日约59′;月球的巡天运动是它本身绕转地球,其速度是每太阴日 13°38′(或每太阳日 13°10′)。在1个太阳日期间,地球自转不是真正的一周,而是360°59′;在1个大阴日期间,地球自转不是360°,而是373°38′。如果以恒星日的长度来分24小时(恒星小时),那么,太阳日的长度是24时04分,太阴日长度是24时54分。但在日常生活中,人们总是以24小时表示太阳日的长度,在这种情形下,恒星日长度为23时56分;太阴日长度则为24时50


1楼2007-01-19 11:19回复
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    2楼2010-02-03 17:15
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