第六讲(地球自传)(华锐学院).ppt

悬挂于大厅的傅科摆 地轴和极移 恒星日与太阴日的区别 黄赤交角与视太阳日长度 视太阳日长度的周年变化 60oN所见的天体周日运动情况： 点线为长度因黄赤交角而发生的变化，虚线为视太阳日长度因日地距离而发生的变化， 实线表示二者的叠加，主极大在冬至后，次极大在夏至前；主极小在秋分前，次极小在春分后。 （五）地球自转的速度 地球自转速度包括线速度（ν）和角速度（ω）两种。 角速度（ω）：单位时间内地球绕轴自转的角度。 ω＝360°/Ｔ＝360°/23h56m ≈15°/h 线速度（ν） ：V0＝2?R/T=465m/s V? ＝V0 cos? V0为赤道上的线速度；V?为纬度?上的线速度； T/s为地球自转周期； R/m为赤道半径 地球自转的线速度因纬度和高度而不同。 地球自转速度的变化： 上面讲的是地球自转的平均速度。事实上，地球自转的速度是不均匀的，有长期变化、周期变化和不规则变化。 长期变化（减慢）：这种减慢是由于月球对地球的潮汐作用造成的，它使一日的长度在一百年内大约增长1-2毫秒。由于减慢不太显著，所以只有在长期积累后才会产生影响。 古生物学家在研究珊瑚化石时发现，珊瑚虫每天分泌的碳酸钙，在其躯壳上形成一条极细小的日纹；这些日纹又汇集成一条与其他年份显著不同的生长带，如同树木年轮一样。由此得知在四亿年前古生代泥盆纪的珊瑚化石中每个生长带有400条日纹，在三亿年前石炭纪的有395条，在六千五百万年前中生代晚白垩纪有376条。这表明从泥盆纪到白垩纪一年的天数由400天减少到376条，目前是365天。这个事实，证实了一日长度在增长，地球自转在减慢。 地球自转速度的变化——长期变化（减慢）的证据： 周期变化： 地球自转的周期性变化主要包括周年周期、半年周期、月周期、半月周期以及近周日和半周日周期的变化。 周年变化，也称为季节性变化，表现为春天地球自转变慢，秋天地球自转加快。振幅为20～25毫秒，主要由风的季节性变化引起。 半年变化，主要由太阳潮汐作用引起的，振幅为8～9毫秒。 月周期和半月周期变化，是由月亮潮汐力引起的，振幅约为±1毫秒。 周日和半周日变化，主要由月亮的周日、半周日潮汐作用引起的，振幅只有约0.1毫秒。 不规则变化：这种变化是由于地球内部物质的移动或太阳活动强盛时对地球的影响造成的。变化无一定规律，有时自转快些，有时自转慢些。这些变化比较大，而且难以预先估计。 三、地球自转的后果 天体的周日运动 不同天体的周日运动 ——因天体而异 不同纬度的周日运动 ——因地点而不同 水平运动的左右偏转 （一）不同天体的周日运动 我们一般认为恒星在天球上是固定的，那么恒星的周日运动就是地球自转的单纯反映。它从下面三个方面反映地球自转的情况： （1）恒星周日运动的路线（周日圈），即各自所在的赤纬圈，都以南北天极为不动的中心。 （2）天和地的关系，犹如球面与球心的关系，周日运动的方向应同地球自转方向相反，天体的东升西落，说明地球自西向东自转。 （3）恒星周日运动的周期（恒星日）和（角）速度，如实地反映了地球自转的周期和它的角速度。 恒星的周日视运动 轨道——周日圈与天赤 道基本平行； 方向——顺时针； 周期——1个恒星日； 角速度——360°/日。 太阳和月亮由于距离地球近，它们的巡天运动不同于其它恒星，他们的周期不是地球自转的单纯反映，太阳除了周日运动外还有地球绕太阳造成的巡天运动，月亮还有它本身绕转地球造成的巡天运动，它们的方向都朝东，与周日运动方向相同，所以二者的周日运动周期都比恒星周期长。太阳日比恒星日长约4分，太阴日比恒星日长54分。 太阳的周日视运动 轨迹——周日圈近似与天赤道平行，二至日周日圈的赤纬 δ =±23°26′，二分日周日圈与天赤道重合，δ = 0°。从冬至到第二年冬至之间有大约365个周日圈，如图示。由于太阳周年视运动方向向东。一天约变化1度左右，造成太阳日长度（因公转因素）比恒星日短。 周期—— 1个太阳日，24小时 角速度—— 359°/日。所有的恒星每天中天的时刻提前4分钟，而太阳每天升起和落下的时刻也不同。这是地球公转造成的。 月球的周日视运动 周期——太阴日，24时50分； 角速度——因月球每日东行13°左右，所以角速度为360°－13°=347°/日。因此，月球每天中天时刻推迟50分钟左右。 K P ? 赤道坐标系中：恒星赤经和赤纬都缓慢而持续变化； 黄道坐标系中：春分点沿黄道西移，恒星黄经持续变化，黄纬不变。 春分点西移 地轴进动造成的变化： 地轴进动造