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地球公转

更新时间:2024-06-15点击次数:

地球公转

时间: 2014-12-06 16:25:26 来源:陕西威瑞仪器仪表有限公司
地球公转是地球环绕太阳沿着一定轨道的旋转运动。太阳是太阳系的共同中心天体,因此地球的绕日旋转称为公转。
  
目录
  • • 概述
  • • 地球公转轨道和方向
  • • 地球公转速度
  • • 地球公转周期及岁差

概述

地球公转(The Earth revolution around sun)是地球环绕太阳沿着一定轨道的旋转运动。太阳是太阳系的共同中心天

地球公转

体,因此地球的绕日旋转称为公转。地球是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,地球的公转也有其自身的规律。

地球公转轨道和方向

  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。
中心位置
  严格地说,地球公转的中心位置不是太阳中心,而是地球和太阳的公共质量中心,不仅地球在绕该公共质量中心在转动,而且太阳也在绕该点在转动。但是,太阳是太阳系的中心天体,地球只不过是太阳系中一颗普通的行星。太阳的质量是地球质量的33万倍,日地的公共质量中心离太阳中心仅450千米。这个距离与约为70万千米的太阳半径相比,实在是微不足道的,与日地1.5亿千米的距离相比,就更小了。所以把地球公转看成是地球绕太阳(中心)的运动,与实际情况是十分接近的。
轨道
  地球轨道的形状是一个接近正圆的椭圆,太阳位于椭圆的一个焦点上。椭圆有半长轴、半短轴和半焦距等要素。 公转轨道的半长经为149597870km(即日地平均距离,等于1个天文单位),椭圆的扁率为0.00014,椭圆的偏心率为0.0167。地球与太阳的距离,随地球在轨道上的不同位置而异。l月初地球距太阳最近,此时的位置称为近日点,日地距离约14710万公里;7月初地球离太阳最远,此时的位置称为远日点,日地距离约15210万公里。

方向
  地球公转的方向与自转方向一致,均是自西向东的回转方向.这种方向在天北极向下看是逆时针方向,而在天南极向上看则是顺时针方向。地球的公转轨道为一近以正圆的椭圆,太阳位于椭圆的两个焦点之一。

地球公转速度

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和线速度两个方面。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。   

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。

地球公转周期及岁差

 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”。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。   

地球公转的恒星周期就是恒星年。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。
恒星年
  恒星年是以恒定不动的恒星为参考点而得到的,所以,它是地球公转360°的时间,是地球公转的真正周期。用日的单位表示,其长度为365.2564日,即365日6小时9分10秒。