地球的运动

宇宙中所有的天体，都按一定系统，有规律地运动，运动的形式多种多样。地球除了自身内部的物质运动外，它的绕轴自转运动和绕日公转运动非常重要，与人类的关系也最为密切。

地球的自转

地球自西向东绕地轴在不停地旋转着，这是地球的自转。地球的自转轴叫地轴。地球自转的方向是自西向东。

地球自转一周 360°，所需的时间是 23 时 56 分 4 秒。这叫做一个恒星日，即天空某一恒星连续两次经过上中天（天体每天经过观测者的子午圈平面两次，离天顶较近的一次叫上中天）的时间间隔。这是地球自转的真正周期。一天 24 小时，是太阳连续两次经过上中天的时间间隔，叫做一个太阳日。由于地球在自转的同时还在绕日公转，一个太阳日，地球要自转 360°59’，比恒星日多出 59’，所以时间上比恒星日多 3 分 56 秒。

地球自转的角速度大约是每小时 15°，每 4 分钟 1°。由于地球表面是固体，除南北两极点外，任何地点的自转速度都一样。

地球自转的线速度，则因各地纬度的不同而有差异。这是因为纬线圈的周长自赤道向两极逐渐减小。赤道处纬线圈最长，自转速度最快，每小时旋转 1670 千米；到了南北纬 60°，纬线圈周长缩短，地球自转线速度约减小为赤道处的一半。到了南北极点，则既无线速度，也无角速度。

由于地球自转而产生的自然现象是多方面的，最显著的地理意义是 o：地球自转产生了昼夜更替现象。由于地球是一个不发光、也不透明的球

体，所以在同一时间里，太阳只能照亮地球表面的一半。向着太阳的半球，是白天；背着太阳的半球，是黑夜。昼半球和夜半球的分界线，叫做晨昏线。由于地球不停地自转，昼夜也就不断地交替。昼夜交替的周期不长，就是上述的太阳日。这就使得地面白昼增温不至于过分炎热，黑夜冷却不至于过分寒冷，从而保证了地球上生命有机体的生存和发展。

由于地球自转，地球上不同纬度的地方，有不同的地方时；经度每隔 15

°，地方时相差一小时。

物体水平运动的方向产生偏向。地球上水平运动的物体，无论朝着哪个方向运动，都发生偏向，在北半球向右偏，在南半球向左偏。这些现象都是自转的结果，也是地球自转的有力证据。

由于地球的自转，大气中的气流、大洋中的洋流都产生偏向，这对地表热量与水分的输送交换，对全球热量与水量的平衡，都有着巨大的影响。

地球自转对地球形状的影响。地球自转所产生的惯性离心力，使地球由两极向赤道逐渐膨胀，成为目前略扁的旋转椭球体的形状。这个椭球体的半长轴，即地球赤道半径为 6378.1 千米；半短轴，即地球的极半径为 6356.8

千米，赤道半径比极半径约长 21 千米。

近年来，根据人造地球卫星观测的结果表明，赤道类似椭圆，而不是正圆，所以地球的形状，也可认为是一个“三轴椭球体”。但是，这些差值同地球平均半径相比都很小，所以从太空中看地球，仍是一个圆球体。

地球的公转

地球绕太阳的运动，叫做公转。地球公转的路线叫做公转轨道。它是近似正圆的椭圆轨道。太阳位于椭圆的两焦点之一。每年 1 月初，地球离太阳最近，这个位置叫做近日点；7 月初，地球距离太阳最远，这个位置叫做远日点。地球公转的方向与自转的方向相同，也是自西向东的。

地球绕日运动的轨道长度是 94000 万千米，公转一周所需的时间为一

年；天文上通常所说的年是 365 日 5 时 48 分 46 秒，这是一个回归年。地球绕日一年转 360°，大致每日向东推进 1°。这是地球公转的平均角速度。地球公转的线速度平均每秒钟约为 30 千米。在近日点时公转速度较快，在远日点时较慢。

地球一边公转，一边自转。有公转，就有轨道平面，即黄道平面。有自转，就有赤道平面。在黄道平面同赤道平面之间有一个交角，叫做黄赤交角。目前的黄赤交角是 23°26’。地轴同轨道平面斜交的角度为 90°-23°26’

=66°34’，并且地轴在宇宙空间的方向不因季节而变化。因此，在地球绕日公转过程中，太阳有时直射在北半球，有时直射在南半球，有时直射在赤道上。太阳直射的范围最北是北纬 23°26’，最南是南纬 23°26’。当太阳直射在北纬 23°26’时，就是北半球的夏至日（6 月 22 日前后）。以后，太阳直射点南移。到了 9 月 23 日前后，太阳直射在赤道上。这一天是北半球的秋分日。12 月 22 日前后，太阳直射在南纬 23°26’。这一天是北半球的冬至

日。以后，太阳直射点北返，当 3 月 21 日前后太阳再次直射在赤道的这一天，是北半球的春分日。6 月 22 日前后又直射到北纬 23°26’。这样，地球以一年为周期绕太阳运转，太阳直射点相应地在南北回归线间往返移动。

由于黄赤交角的存在，地球绕日公转过程中引起正午太阳高度、昼夜长短的周年变化，从而在地球上产生了四季的更替。

正午太阳高度的变化太阳光线对于地平面的交角（即太阳在当地的仰角），叫做太阳高度角，简称太阳高度。在太阳直射点上，太阳高度是 90°；在晨昏线上，高度是 0°。太阳直射点南北移动，引起正午太阳高度的变化。正午太阳高度就是一日内最大的太阳高度；它的大小是随纬度不同和季节变化而有规律地变化着。太阳高度就纬度分布而言，春秋二分，由赤道向南北两方降低。6 月 22 日，由北回归线向南北两方降低；12 月 22 日，由南回归线向南北两方降低。就季节变化而言，在北回归线以北的纬度带，每年 6 月

22 日前后，正午太阳高度达最大值；每年 12 月 22 日前后达最小值。在南回归线以南的纬度带，情况正好泪反。在南北回归线之间各地，每年两次受到太阳直射。

昼夜长短的变化晨昏线把所经过的纬线分割成昼弧和夜弧。由于黄赤交角的存在，除了在赤道上和春秋分日外，各地的昼弧长、夜弧短，则白天长，黑夜短；反之，则黑夜长，白昼短。

自 3 月 21 日（北半球春分日）至 9 月 23 日（北半球秋分日），是北半球的夏半年。那时，太阳直射北半球，北半球各纬度，昼弧大于夜弧，昼长大于夜长。纬度越高，昼越长，夜越短；北极四周，太阳整日不落，叫做极昼现象；南半球则反之。其中 6 月 22 日是北半球的夏至日。这一天，北半球昼最长，夜最短，北极圈（北纬 66°34’）以北，到处出现极昼现象；南半球则反之。

自 9 月 23 日至次年 3 月 21 日，是北半球的冬半年。那时，太阳直射南半球，北半球到处是昼短夜长。纬度越高，昼越短，夜越长；北极四周，有极夜现象。南半球则反之。其中 12 月 22 日是北半球的冬至日。这一天，北半球昼最短，夜最长，北极圈以内，到处出现极夜现象；南半球则反之。

在每年 3 月 21 日和 9 月 23 日，太阳直射赤道，全球各地昼夜等长，各

为 12 时。

四季更替地球上的季节变比，从天文现象来看，是昼夜长短和太阳高度的季节变化，这种变化决定于太阳直射点在纬度上的周年变化。从天文含义看四季，夏季就是一年内白昼最长、太阳最高的季节；冬季就是一年内白昼最短、太阳最低的季节；春秋二季就是冬夏两季的过渡季节。我国传统上以立春（2 月 4 日或 5 日）、立夏（5 月 5 日或 6 日）、立秋（8 月 7 日或 8 日）、

立冬（11 月 7 日或 8 日）为起点来划分四季。但是，各地实际气候的递变与此并不一定符合。我国大部分地方立春时，在气候上正处于隆冬；立秋时，在气候上还处于炎夏。为了使季节与气候相结合，气候统计工作一般把 3、4、5 三个月划为春季；6、7、8 三个月划为夏季；9、10、11 三个月划为秋季；

12、1、2 三个月划为冬季。