地球概论chapter3

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1、第三章地球的运动EastChinaNormalUniversity第六节地球的自转地球自转及证明傅科摆特征：摆长，锤重，持续时间长偏转方向：北半球右偏，南半球左偏偏转速度：因纬度而异，d/dt＝15sin/时EastChinaNormalUniversity傅科摆的特点是绳长、锤重，使摆动能持续较长时间，并在沙盘上留下摆动的轨迹。图3-1傅科摆示意图EastChinaNormalUniversity图3-2傅科摆偏转速度图3-3在两极，傅科摆偏转最快（与地球自转角速度相同）；在赤道，偏转速度为零。EastChin

2、aNormalUniversity地球自转的规律性一、地轴和极移极移是地极的移动，不涉及天极在天球上位置的变化；进动造成天极的移动，不涉及地极在地面上的位置的变化图3-4极移与进动的比较EastChinaNormalUniversityEastChinaNormalUniversity二、地轴进动地轴的一种圆锥运动圆锥轴垂直于轨道平面，指向黄极；圆锥半径23（黄赤交角）；方向向西（与地球自转和公转方向相反）；速度每年50；周期25800年。图3-5左：陀螺的进动（向东）右：地球的进动（向西）EastChina

3、NormalUniversity地轴进动的原因地球形状；黄赤交角；地球自转。图3-6力矩M1>M2，合力矩使地轴趋近黄轴EastChinaNormalUniversityEastChinaNormalUniversity地轴进动的表现天极周期性运动；北极星变迁；赤道面（和天赤道）的系统的变化；二分点沿黄道西移（交点退行）；EastChinaNormalUniversity使回归年小于恒星年（我国古称“岁差”）太阳巡天一周，有别于季节上的一周岁，差值为20；春分点西移：赤道坐标系中：恒星赤经和赤纬都缓慢而持续变化；黄道

4、坐标系中：春分点沿黄道西移，恒星黄经持续变化，黄纬不变。EastChinaNormalUniversity三、地球自转的周期恒星日：同一恒星连续两次在同地中天的时间，地球自转的真正周期（有细微差别），23小时56分恒星日是同恒星时（春分点的时角）相联系的；天文学以春分点定义恒星日；EastChinaNormalUniversity太阳日：太阳连续两次在同地中天时间24小时00分太阴日：月球连续两次在同地中天时间24小时50分太阳日和太阴日不同，二者具有不同的速度在一个恒星日内，地球自转360°，在一个太阳日内，地球公转

5、59，自转360°59。这59的差值是地球公转造成的，使太阳日比恒星日约长4分。EastChinaNormalUniversity图3-9(A)恒星日与太阳日比较在一个恒星日内，地球自转360°，在一个太阴日内，月球公转31°38，地球自转373°38，这13°38的差值是月球公转造成的，使太阴日比恒星日长约54分。EastChinaNormalUniversity图3-9(B)恒星日与太阴日比较EastChinaNormalUniversity四、真（视）太阳日与平太阳日视太阳日长度的季节变化太阳每日赤经

6、差真（视）太阳日：太阳日不同于恒星日，在于太阳每日赤经差因季节而变化；平太阳日：真太阳日的全年平均值（作为时间单位）；EastChinaNormalUniversity太阳周年运动向东，赤经逐日递增，中天时刻逐减推迟，连续两次中天的时间间隔增长，因而太阳日大于恒星日；太阳每日赤经差因季节而异，视太阳长度有季节变化。EastChinaNormalUniversity太阳每日赤经差季节变化的主要原因是黄赤交角同样的黄经差造成不同的赤经差；第二赤道坐标系与黄道坐标系有共同原点（春分点），因基圈不同，黄经不同于赤经；冬夏二至（

7、黄赤二道平行）赤经差最大，视太阳日最长；春秋二分（二道交角最大）赤经差最小，视太阳日最短。EastChinaNormalUniversity赤经差变化的次要原因是椭圆轨道造成太阳每日黄经差本身的变化；由于日地距离的变化，地球公转速度的不等；近日点变化最快，视太阳日较长；远日点变化最慢，视太阳日较短。EastChinaNormalUniversity真太阳日长度受到黄赤交角和椭圆轨道两个因素的作用和干扰真太阳日长度变化：二至最长，二分最短；冬至略长于夏至（最长的视太阳日在冬至后）；秋分短于春分（最短的视太阳日在秋分前）。

8、EastChinaNormalUniversity地球自转速度演示五、地球自转速度角速度：15/h线速度：V0＝2R/T=465m/sVV0cos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后果EastChinaNormalUniversity一、不同天体的周日运动恒星周日运动