地球的旋转
地球自转
地球绕自转轴自西向东的转动,是地球的一种重要运动形式。我们平时看到的太阳东升西落、昼夜交替循环现象就是因为地球每时每刻都在自转造成的。其自转从北极点上空看,呈逆时针旋转,从南极点上空看则呈顺时针旋转。
自转周期
地球自转一周的时间是一日,如果以距离地球遥远的同一恒星为参照点,则一日时间的长度为23时56分4秒,叫做恒星日,这是地球自转的真正周期。如果以太阳为参照点,则一日的时间长度为24小时,叫做太阳日。
地球公转
地球公转是指地球按一定轨道围绕太阳转动。像地球的自转具有其独特规律性一样,由于太阳引力场以及自转的作用而导致地球的公转。地球的公转也有其自身的规律。
地球的公转规律从地球轨道、地球轨道面、黄赤交角、地球公转的周期、地球公转速度和效应几个方面表现出来。
公转周期
地球绕太阳公转一周所需要的时间就是地球公转周期。笼统地说,地球公转周期是一年,需时365日6时9分10秒或365.2564日。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的运动来测得。
这个周期单位是以恒星为参考点而得到的。在一个恒星年期间,从太阳中心上看,地球中心从以恒星为背景的某一点出发,环绕太阳运行一周,然后回到天空中的同一点;从地球中心上看,太阳中心从黄道上某点出发,这一点相对于恒星是固定的,运行一周,然后回到黄道上的同一点。因此,从地心天球的角度来讲,一个恒星年的长度就是视太阳中心在黄道上连续两次通过同一恒星的时间间隔。也就是说,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。
恒星年
地球公转周期为恒星年,恒星年是地球公转的真正周期。一个恒星年期间,在太阳上看,地球中心从天空中的某一点出发,环绕太阳一周,然后又回到了此点;如果从地球上看,则是太阳中心从黄道上的某一点,即某一恒星出发,运行一周,然后又回到了同一点,即同一恒星。
在一个恒星年期间,地球公转360度所需时间约为365日6时9分10秒。
回归年
地球公转的春分点周期就是回归年,这种周期单位是以春分点为参考点得到的。在一个回归年期间,从太阳中心上看,地球中心连续两次过春分点;从地球中心上看,太阳中心连续两次过春分点。从地心天球的角度来讲,一个回归年的长度就是视太阳中心在黄道上连续两次通过春分点的时间间隔。
一回归年等于365.24219879日,约等于365日5小时48分46秒。一个回归年,精确地来讲地球围绕太阳公转不够360度,而是359度59分59秒740毫角秒。
近点年
地球绕太阳运转的轨道是一个近似正圆的椭圆轨道,地球中心连续两次经过轨道上的近日点或远日点的时间间隔,是地球公转速度的变化周期。
由于近日点和远日点的前移,即每年东移11秒,其长度为365.25964日,比恒星年长0.00328日。近点年也是太阳和地球距离变化的周期,又是整个地球接受太阳辐射能数值发生变化的周期,但不是地球公转的真正周期。
公转轨道
地球在公转过程中所经过的路线上的每一点都在同一个平面上,而且构成一个封闭曲线。这种地球在公转过程中所走的封闭曲线,叫做地球轨道。如果我们把地球看成为一个质点的话,那么地球轨道实际上是指地心的公转轨道。在地球的公转轨道上,有一点距离太阳最近,称为近日点,有一点离太阳最远,称为远日点。
经纬线
经纬线是人们为了在地球上确定位置和方向,在地球仪和地图上画出来的,但是在实际中地面上并没有画着经纬线。其中,连接南北两极的线叫经线,和经线相垂直的线叫纬线。在地上立一根竹竿,当中午太阳升得最高的时候,竹竿的阴影就是你所在地方的经线。因为经线指示南北方向,所以又叫子午线。
赤道
赤道是地球表面的点随地球自转产生的轨迹中周长最长的圆周线。赤道半径6378.137千米,两极半径6359.752千米,平均半径6371.012千米,赤道周长40075.7千米。如果把地球看做一个绝对的球体的话,赤道距离南北两极相等,是一个大圆。
赤道把地球分为南北两半球,其以北是北半球,以南是南半球。赤道是地球上重力最小的地方。赤道还是南北纬线的起点,即零度纬线,也是地球上最长的纬线。
回归线
地球在围绕太阳公转时,地球自转轴与黄道面,即公转轨道平面永远保持66度34分的交角。也就是说,地球总是斜着身子在绕着太阳旋转。这样,地球有时是北半球倾向太阳,有时又是南半球倾向太阳,因而太阳光直射地球的位置会随时间变化而发生南北的移动。
北纬23度26分称为北回归线,是阳光在地球上直射的最北界线。南纬23度26分称为南回归线,是阳光在地球上直射的最南界线。回归线是太阳每年在地球上直射来回移动的分界线。
本初子午线
本初子午线是地球上的零度经线。它是为了确定地球经度和全球时刻而采用的标准参考子午线。
1884年国际会议决定将通过英国格林威治天文台子午仪中心的经线作为本初子午线。1957年后,格林威治天文台迁移台址。1968年国际上以国际协议原点作为地极原点,经度起点实际上不变。本初子午线的制定和使用是经过变化而来的。
夏至
每年的6月21日或22日为夏至日。夏至这天,太阳直射地面的位置到达一年的最北端,几乎直射北回归线,北半球的白昼最长,并且越往北越长。
夏至这天虽然白昼最长,太阳角度最高,但并不是一年中天气最热的时候。因为,接近地表的热量这时还在继续积蓄,并没有达到最多的时候,真正的暑热天气是以夏至和立秋为基点计算的。
冬至
冬至是我国农历中一个非常重要的节气,也是中华民族的一个传统节日,俗称“冬节”“长至节”“亚岁”等。早在2500多年前的春秋时期,我国就已经用土圭观测太阳,测定出了冬至。因此它是二十四节气中最早制定出的一个,时间在每年的阳历12月21日至23日之间。这一天是北半球全年中白天最短、夜晚最长的一天。
春分
时间一般在每年的阳历3月20日或21日。春分这天正当春季90天之半,故称“春分”。春分这一天阳光直射赤道,昼夜几乎相等,其后阳光直射位置逐渐北移,北半球开始昼长夜短。
秋分
秋分是农历二十四节气中的第十六个节气,时间一般为每年的阳历9月22日或23日。气候由这一节气起开始入秋。这一天24小时昼夜均分,各12小时,全球无极昼极夜现象。
秋分之后,北极附近的极夜范围渐大,南极附近的极昼范围渐大。