折疊編輯本段簡介折疊編輯本段地球自轉(zhuǎn)折疊方向地球自轉(zhuǎn)是地球的一種重要運動形式，地球繞自轉(zhuǎn)軸自西向東的轉(zhuǎn)動，從北極點上空看呈逆時針旋轉(zhuǎn)，從南極點上空看呈順時針旋轉(zhuǎn)?！暗厍蜃赞D(zhuǎn)”，只是在描述地球自身繞日運行的姿態(tài)，它相對于太陽的位置而言，每24小時旋轉(zhuǎn)一周；相對于恒星的位置而言，每23小時56分4秒旋轉(zhuǎn)一周，這是現(xiàn)行時間標(biāo)量的依據(jù)，是太陽日和恒星日日長的由來，也是地球出現(xiàn)朝、晝、暮、夜的原因 。 地球自轉(zhuǎn)是地球的一種重要運動形式，自轉(zhuǎn)的 平均角速度為7.292×10-5弧度/秒，在地球赤道上的自轉(zhuǎn)線速度為465米/秒。 格林威治時間所說的一秒是一天的8.641萬分之一，而1972年制作的地球時鐘所定義的一秒是從銫原子中放射出的光振動91億9千2百63萬1千7百70次所需要的時間。 與銫原子振動數(shù)能維持一定速度相比，以地球的自轉(zhuǎn)為準(zhǔn)的格林威治標(biāo)準(zhǔn)時間是發(fā)生變化的，閏秒就是為了解決這種問題產(chǎn)生的一種時間概念。 ω=2π/(24*3600s)=7.27/100000rad/s 地球在自轉(zhuǎn)時同時公轉(zhuǎn)，自轉(zhuǎn)一周需用23小時56分4秒，公轉(zhuǎn)了約0.986度，按地球自轉(zhuǎn)速度折合3分56秒，時間，自轉(zhuǎn)加上公轉(zhuǎn)用的時間共24小時。經(jīng)度每隔15度，地方時相差一小時。 折疊速度地球自轉(zhuǎn)的角速度大約是每小時15度；而表面每點的線速度隨緯度而變化，是赤道的線速度乘以緯度的余弦。因此赤道的線速度是最大的，兩極的線速度最小。 影響地球自轉(zhuǎn)速度的因素 地球自轉(zhuǎn)速度主要受三個因素影響，總體使其趨慢。 長期變化 日月對海洋的引潮力使地球自轉(zhuǎn)速度變慢，令地球一日的長度每100年增加1.6毫秒，導(dǎo)致一年的日數(shù)減少，有證據(jù)表明泥盆紀(jì)中期的一年有400日。 季節(jié)變化 有周年變化和半年變化。周年變化是風(fēng)的季節(jié)變化引起的，其振幅為20-25毫秒；半年變化是由日月引潮力對大氣的潮汐作用引起，其振幅約為9毫秒。 不規(guī)則變化 地外和地內(nèi)的物質(zhì)或能量交換，如隕星體對地球的撞擊等，時而使地球加速時而使地球變慢。 折疊周期地球自轉(zhuǎn)的周期是一個行星日，目前其值為23時56分4秒。但是近年來地球自轉(zhuǎn)周期在緩慢增加（即轉(zhuǎn)速緩慢減小），導(dǎo)致需要對全球計時器進(jìn)行調(diào)整，例如2005年12月31日全球鐘表統(tǒng)一加一秒。這樣的調(diào)整稱為閏秒。 折疊規(guī)律性極移 地軸在地面上的運動，叫做極移。 極移的原因主要有兩種，一種是地軸對于慣性軸偏離的結(jié)果，周期大約為14個月。另一種是大氣季節(jié)性運行導(dǎo)致，其周期為一年。還有其他一些次要的原因，極移的振幅一般不超過15米。 極移的結(jié)果使地球上的緯度和經(jīng)度發(fā)生變化。 進(jìn)動 天極在天球上的位置的變化稱為進(jìn)動。 規(guī)律性 地軸的進(jìn)動是一種圓錐形的運動，其規(guī)律性如下： 圓錐軸線垂直于地球公轉(zhuǎn)軌道平面，指向黃道兩極。 圓錐的半徑是黃赤交角。 運動的方向是自東向西，即同地球自轉(zhuǎn)的方向相反。 運動的速度是每年50秒點29，周期是25800年。 表現(xiàn) 表現(xiàn)為天極的周期性運動。 造成北極星的變遷。 二分二至點每年在黃道上以50秒點29的速度西移。（歲差） 使回歸年小于恒星年 原因 第一，地球形狀 因為地球是一個明顯的扁球體，所以隆起的部位所受的附加引力總是稍大于另一側(cè)。二者之間的差值，總是存在于接近日月的一側(cè)。 第二，黃赤交角 由于黃赤交角的存在，使得日月經(jīng)常在赤道面以外對赤道隆起施加引力。這樣上述引力差就成為一個力矩，使得地軸趨近黃軸，天極趨近黃極。 第三，地球自轉(zhuǎn) 因為上述的引力差，給地球的自轉(zhuǎn)的角動量增加了一個增量，使得地球的自轉(zhuǎn)方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)。這就是地軸的進(jìn)動，也就是歲差。 折疊結(jié)果自轉(zhuǎn)意義1．東、西半球發(fā)生晝夜交替 2.不同地方的時間差異 1）經(jīng)度不同，地方時不同，經(jīng)度相差15度，時間相差1小時。）日界線：國際日期變更線，180度經(jīng)線。 6）北京時間：東八區(qū)區(qū)時（120度E的地方時） 2）全球被劃分為24個時區(qū)。 3）各時區(qū)區(qū)時采用本時區(qū)中央經(jīng)線（時區(qū)數(shù)乘以15度）的地方時。 4）時差：相差1經(jīng)度，時差4分鐘。 3、物體偏向 4,日月星辰的東升西落 晝夜交替 1.產(chǎn)生原因:地球不發(fā)光也不透明，地球的自轉(zhuǎn)。 2.周期:1個太陽日，即24小時 3.晨昏線含義:晝夜半球的分界線，包括晨線和昏線。晨昏線的判讀:①自轉(zhuǎn)法:順地球自轉(zhuǎn)方向，由夜進(jìn)入晝，為晨線;由晝進(jìn)入夜為昏線。②時間法:赤道上地方時為6點對應(yīng)的為晨線;赤道上的地方時為18點，對應(yīng)的為昏線。③方位法:夜半球東側(cè)為晨線，西側(cè)為昏線;晝半球東側(cè)為昏線，西側(cè)為晨線。 地方時和區(qū)時 1.地方時 地方時的概念:以本地子午面作起算平面，根據(jù)任意時天體所確定的時間，均稱該地的地方時。 產(chǎn)生的原因:東邊的地點比西邊的地點先看到日出，東邊地點的時刻較早，西邊地點的時刻較晚。 計算方法:所求地點的時間=已知地點的時間±(兩地相隔的經(jīng)度數(shù)÷15°)×1小時(所求地點在已知地點以東用"+"，反之用"-") 2.時區(qū)和區(qū) 時區(qū)的含義:時區(qū)是指同一時間制度的區(qū)域。 時區(qū)的劃分:全球共劃分為24個時區(qū)，以本初子午線為基準(zhǔn)，從7.5°W向東至7.5°E,劃分為一個時區(qū)，叫中時區(qū)或零時區(qū)。在零時區(qū)以東，依次劃分為東一區(qū)至東十二區(qū);在中時區(qū)以西，依次劃分為西一區(qū)至西十二區(qū)，東十二區(qū)和西十二區(qū)各跨經(jīng)度7.5°合為一個時區(qū)，即十二區(qū)。 區(qū)時的含義:為了方便計時，把每一個時區(qū)中央經(jīng)線的地方時作為整個時區(qū)通用的時間，即區(qū)時。 區(qū)時的計算:所求地的區(qū)時=已知地的區(qū)時±時區(qū)差×1小時(計算某地所在的時區(qū):用該地經(jīng)度÷15°所得商四舍五入取整數(shù)，即為時區(qū)數(shù)，東西時區(qū)根據(jù)所在經(jīng)度來確定;時區(qū)差的計算:若兩地同屬于東時區(qū)或同屬于西時區(qū)，時區(qū)差為兩地時區(qū)數(shù)之差，若兩地分屬于東、西時區(qū)，則兩地時區(qū)差為兩地時區(qū)數(shù)之和;"+"、"-"號的取舍:若要計算的地方位于已知地的東側(cè)，用"+"，反之用"-")。 地方時和區(qū)時的關(guān)系:一般從光照圖上讀到的時間，均是地方時，一個地區(qū)正午太陽高度角最大時，一定是地方時12時，由于區(qū)時從地方時而來，區(qū)時即為一個時區(qū)中央經(jīng)線的地方時，則二者關(guān)系又密切聯(lián)系。兩個地點的地方時，可以相差時、分、秒，而兩個地點的區(qū)時之差只能是小時。 3.日期界線 概念:國際上規(guī)定，把東西十二區(qū)之間的180°經(jīng)線作為國際日期變更線，簡稱日界線。 日界線的特征:日界線是地球上新的一天的起點和舊的一天的終點，地球上日期的更替，都從這條線開始。日界線不是一條直線，而是有些曲折，不完全按照180°經(jīng)線延伸，這是為了附近國家和地區(qū)居民生活的方便，日界線的劃定避免通過陸地。 過日界線時日期的變更:由于在任何時刻，東十二區(qū)總比西十二區(qū)早24小時，即一天。因此，自東十二區(qū)向東進(jìn)入西十二區(qū)，日期要減去一天;自西十二區(qū)向西進(jìn)入東十二區(qū)，日期要增加一天。東西十二區(qū)時刻相同，但日期相差一天。 折疊編輯本段月球自轉(zhuǎn)折疊簡介月球公轉(zhuǎn)時在離心力的作用下重心外偏，但在地球的引力作用下重心又向內(nèi)偏。月球就在這兩種力的作用下完成繞自己的軸心自轉(zhuǎn)的。月球?qū)嶋H上是繞自己的軸相對地球旋轉(zhuǎn)。因此無論是用地球作參照物還是用恒星作參照物，月球都是相對地球自轉(zhuǎn)的。月球在繞地球公轉(zhuǎn)的同時進(jìn)行自轉(zhuǎn)，周期27.32166日，正好是一個恒星月。 月球的自轉(zhuǎn)，傳統(tǒng)的解釋是月球是通過公轉(zhuǎn)完成自轉(zhuǎn)的。這樣給人們造成了一種誤會，就是很有名氣的學(xué)者也誤以為月球“相對地心不轉(zhuǎn)”，也就是誤以為月球是繞地軸完成“自轉(zhuǎn)”的。 自轉(zhuǎn)周期 折疊原理先找一張較大的白紙并在上面畫一平分十二等分（標(biāo)有刻度）的大圓圈表示月球軌道，軌道中心用紅筆標(biāo)出一紅點（圓心），然后找一個較大的象棋并在棋頂上用紅筆沿圓心畫一直線（直徑），并在象棋柱面上用紅筆畫一紅點（表示月球的朝向地球的一面的中心點），放到紙面上的月球軌道上的任一刻度上。 實驗開始，先將棋頂上的直線兩端指向南北（或東西）兩個方向，使象棋柱面上的紅點與軌道圓心、象棋圓心置在一直線上。然后在保持棋頂直線始終指向南北（或東西）方向的前提下把象棋在軌道上逆時針平移到下一刻度上。這時我們會發(fā)現(xiàn)棋柱上的紅點與軌道圓心、棋頂圓心不在同一直線上了，也就是在“公轉(zhuǎn)”時重心偏離了。我們把象棋繞圓心逆時針旋轉(zhuǎn)一個角色，使其柱面上的紅點重新與軌道圓心、棋頂圓心成一直線。然后又保持棋頂上的直線的這一指向逆時針平移到第二個刻度上，以此類推。我們發(fā)現(xiàn)，象棋每移到下一刻度都出現(xiàn)柱面紅點偏離軌道圓心（公轉(zhuǎn)成偏），經(jīng)調(diào)整后重新回到三點一線狀態(tài)（自轉(zhuǎn)糾偏）。 上述實驗表明，兩天體在繞中心旋轉(zhuǎn)時，它們的公轉(zhuǎn)都引起重心偏離現(xiàn)象，而這種現(xiàn)象是通過自轉(zhuǎn)來糾正的。至于自轉(zhuǎn)的動力，應(yīng)該說就是重力（對月球而言，也就是地球的吸引力，潮汐作用也可認(rèn)為是一種重力作用），這可能是因為天體內(nèi)部物質(zhì)的空間分布不均勻引起。 這里必須強調(diào)，解開月球自轉(zhuǎn)的奧秘并不是從天文知識中得到啟發(fā)而產(chǎn)生，恰恰相反，這是從“機械設(shè)計”原理中的平面構(gòu)件的活動度的計算方法中得到啟發(fā)而想到的。 折疊方式月球是繞自己的軸心完成自轉(zhuǎn)的。 1、地球和月球都是繞各自的軸心旋轉(zhuǎn)的天體，此時月球的活動度大于零，月球能繞自己的軸心旋轉(zhuǎn)。 2、假定在“地球”是套上一個能相對地心旋轉(zhuǎn)的套筒，再用一根長桿把月球與套筒聯(lián)焊在一起。此時月球的活動度等于零，但能隨套筒的轉(zhuǎn)動繞地球公轉(zhuǎn)（也就是人們認(rèn)為的相對恒星的自轉(zhuǎn)）。 3、假定用長桿把月球與地球直接聯(lián)焊在一起。此時月球繞自己的軸心轉(zhuǎn)動的活動度等于零，不能繞自軸自轉(zhuǎn)，也不能相對地球公轉(zhuǎn)，只能隨地球定位“公轉(zhuǎn)”。 月球繞地軸旋轉(zhuǎn)的情況雖不同，但都不能自轉(zhuǎn)，看起來都是一面朝地球。從邏輯學(xué)的角度來考慮，把這種“旋轉(zhuǎn)”說成月球在空間自轉(zhuǎn)是不正確的。這兩種情況下月球無論是相對地球還是相對恒星都不自轉(zhuǎn)。對于相對旋轉(zhuǎn)的兩天體而言，它們彼此都是繞各自的軸心旋轉(zhuǎn)的，是公平的。并沒有一個繞另一個的軸心（公轉(zhuǎn)）來實現(xiàn)自轉(zhuǎn)之說。 所以，只能用第1種情況來說明月球是繞自己的軸心旋轉(zhuǎn)的。無論是相對地球，還是相對太陽，月亮都在繞自己的軸心施轉(zhuǎn)。只因它的公轉(zhuǎn)偏心與自轉(zhuǎn)糾偏相抵消，導(dǎo)致不易被人們所察覺。 折疊周期折疊編輯本段太陽自轉(zhuǎn)1610年伽利略研究太陽黑子時發(fā)現(xiàn)，認(rèn)為黑子的一些規(guī)則運動是太陽自轉(zhuǎn)的結(jié)果。太陽存在自轉(zhuǎn)，可以從黑子以及日面上的其他活動客體，如日珥、暗條和譜斑等在日面上的移動，或從太陽東西邊緣光譜線的多普勒效應(yīng)來證實。太陽自轉(zhuǎn)方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同。在日面緯度不同處，自轉(zhuǎn)角速度不同，在太陽赤道，自轉(zhuǎn)最快，緯度越高，自轉(zhuǎn)越慢，這說明太陽存在著較差自轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。
太陽系是以太陽為中心，和所有受到太陽的重力約束天體的集合體:8顆行星、至少165顆已知的衛(wèi)星、5顆已經(jīng)辨認(rèn)出來的矮行星(冥王星、谷神星、鬩神星、妊神星和鳥神星)和數(shù)以億計的太陽系小天體。這些小天體包括小行星、柯伊伯帶的天體、彗星和星際塵埃。 廣義上，太陽系的領(lǐng)域包括太陽，4顆像地球的內(nèi)行星，由許多小巖石組成的小行星帶，4顆充滿氣體的巨大外行星，充滿冰凍小巖石，被稱為柯伊伯帶的第二個小天體區(qū)。在柯伊伯帶之外還有黃道離散盤面和太陽圈，和依然屬于假設(shè)的奧爾特云。 依照至太陽的距離，行星依序是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、和海王星，8顆中的6顆有天然的衛(wèi)星環(huán)繞著。 折疊編輯本段自轉(zhuǎn)公式太陽自轉(zhuǎn)角速度Ω和日面緯度□的關(guān)系可以寫成下式: Ω=a+b sin□□+c sin□□ a、b、c是用最小二乘法根據(jù)日面的活動客體的觀測數(shù)據(jù)整理得到的，隨所觀測的活動客體的不同而不同。以恒星為參考背景,日面緯度17°處的太陽自轉(zhuǎn)周期是25.38日，稱為太陽自轉(zhuǎn)的恒星周期。相對于地球而言的自轉(zhuǎn)周期是27.275日，稱為太陽自轉(zhuǎn)的會合周期。地面的觀測者為了觀測的方便常使用后一數(shù)字。 由于1969年來觀測技術(shù)的發(fā)展，我們能夠更精確地了解太陽自轉(zhuǎn)的情況。1970年，霍華德和哈維發(fā)現(xiàn)，太陽表面有一個全球尺度的非軸對稱的速度場，而日面較差自轉(zhuǎn)只是上述速度場的緯向速度分量的反映。這一速度場的存在表明在赤道與極之間有角動量轉(zhuǎn)移。 折疊轉(zhuǎn)速規(guī)律很早就有人注意到太陽自轉(zhuǎn)速率常有變化。1904年，哈姆就發(fā)現(xiàn)，1901~1902年與1903年觀測到的太陽自轉(zhuǎn)速率是不一樣的;1916年，普拉斯基特觀測到在幾天之內(nèi)太陽自轉(zhuǎn)速率的變化達(dá)到每秒0.15公里;1970年霍華德和哈維的精確的觀測更表明太陽自轉(zhuǎn)速率天天都有變化。但是,太陽自轉(zhuǎn)速率隨時間變化的規(guī)律還不清楚,既不是越轉(zhuǎn)越快，也不是越轉(zhuǎn)越慢，而是在某一個上下限之間擺動。 不少人還觀測、研究了色球、日冕和太陽磁場扇形結(jié)構(gòu)的較差自轉(zhuǎn)。色球和日冕的自轉(zhuǎn)速率同光球相似。有些觀測表明，在某些日面緯度上日冕自轉(zhuǎn)速度比光球自轉(zhuǎn)速度慢，并且隨太陽周期的位相而變化。至于太陽磁場扇形結(jié)構(gòu)的邊界，并沒有象根據(jù)較差自轉(zhuǎn)理論所預(yù)料的那樣變化，而是呈現(xiàn)出一種剛性旋轉(zhuǎn)。 太陽內(nèi)部的自轉(zhuǎn)無法直接觀測，只能間接推測，例如，根據(jù)主序星的平均自轉(zhuǎn)速度的統(tǒng)計規(guī)律，根據(jù)角速度同恒星年齡和電離鈣發(fā)射線的關(guān)系，或者根據(jù)太陽的鋰-鈹豐度進(jìn)行推測。有的學(xué)者認(rèn)為太陽內(nèi)部自轉(zhuǎn)速度比表面快，有的學(xué)者認(rèn)為比表面慢，看法還不一致。 太陽較差自轉(zhuǎn)的理論研究工作是六十年代才開始的，因為對于太陽對流層中的大尺度環(huán)流的了解有了較大的進(jìn)展，所以在湍流理論的基礎(chǔ)上提出了太陽較差自轉(zhuǎn)的理論，其基本思想是:米粒組織和超米粒組織這些小尺度對流可看作是一種粘滯作用，由于非軸對稱的全球尺度的對流和自轉(zhuǎn)的相互作用，角動量向赤道轉(zhuǎn)移，從而形成了太陽的較差自轉(zhuǎn)。 |
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