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地球公轉(zhuǎn)速度

2022-03-14 科普知識(shí)

  地球公轉(zhuǎn)的速度非常非常快,一秒鐘就接近30千米,這樣的速度比飛機(jī)快多了,這樣快的速度繞太陽(yáng)一圈還要一年呢。下面是小編精心整理的地球公轉(zhuǎn)速度,僅供參考,歡迎大家閱讀。

  地球平均公轉(zhuǎn)線速度是:29.783千米/秒 (10.722萬(wàn)千米/小時(shí)) 。地球平均公轉(zhuǎn)角速度是:每日約0.986°,或每日約59′8″。

  地球圍繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的軌道是一個(gè)橢圓,地球公轉(zhuǎn)速度與日地距離有關(guān)。地球公轉(zhuǎn)的角速度和線速度都不是固定的值,隨著日地距離的變化而改變。

  地球在過(guò)近日點(diǎn)時(shí),公轉(zhuǎn)的速度快,角速度和線速度都超過(guò)它們的平均值,角速度為1°1′11″/日,線速度為30.3千米/秒。

  地球在過(guò)遠(yuǎn)日點(diǎn)時(shí),公轉(zhuǎn)的速度慢,角速度和線速度都低于它們的平均值,角速度為57′11″/日,線速度為29.3千米/秒。

  地球于每年1月初經(jīng)過(guò)近日點(diǎn),7月初經(jīng)過(guò)遠(yuǎn)日點(diǎn),因此,從1月初到當(dāng)年7月初,地球與太陽(yáng)的距離逐漸加大,地球公轉(zhuǎn)速度逐漸減慢;從7月初到來(lái)年1月初,地球與太陽(yáng)的距離逐漸縮小,地球公轉(zhuǎn)速度逐漸加快。

  公轉(zhuǎn)周期

  地球公轉(zhuǎn)的時(shí)間是一年。在地球公轉(zhuǎn)的過(guò)程中存在兩個(gè)明顯周期,分別為回歸年和恒星年。回歸年是指太陽(yáng)連續(xù)兩次通過(guò)春分點(diǎn)的時(shí)間間隔,即太陽(yáng)中心自西向東沿黃道從春分點(diǎn)到春分點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間,又稱為太陽(yáng)年。1回歸年為365.2422日,即365天5小時(shí)48分46秒。這是根據(jù)121個(gè)回歸年的平均值計(jì)算出來(lái)的結(jié)果。

  恒星年是地球公轉(zhuǎn)的真正周期,在一個(gè)恒星年期間,在太陽(yáng)上看,地球中心從天空中的某一點(diǎn)出發(fā),環(huán)繞太陽(yáng)一周,然后又回到了此點(diǎn);如果從地球上看,則是太陽(yáng)中心從黃道(地球公轉(zhuǎn)軌道面截天球所得的圓)上的某一點(diǎn)(某一恒星)出發(fā),運(yùn)行周天,然后又回到了同一點(diǎn)(同一恒星)。在一個(gè)恒星年期間,地球公轉(zhuǎn)360°所需時(shí)間約為365日6時(shí)9分10秒。

  黃赤交角

  地球在其公轉(zhuǎn)軌道上的每一點(diǎn)都在相同的平面上,這個(gè)平面就是地球軌道面。地球軌道面在天球上表現(xiàn)為黃道面,同太陽(yáng)周年視運(yùn)動(dòng)路線所在的平面在同一個(gè)平面上。地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)是同時(shí)進(jìn)行的,在天球上,自轉(zhuǎn)表現(xiàn)為天軸和天赤道,公轉(zhuǎn)表現(xiàn)為黃軸和黃道。天赤道在一個(gè)平面上,黃道在另外一個(gè)平面上,這兩個(gè)同心的大圓所在的平面構(gòu)成一個(gè)23°26′的夾角,這個(gè)夾角叫做黃赤交角。

  黃赤交角的存在,實(shí)際上意味著,地球在繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)過(guò)程中,自轉(zhuǎn)軸對(duì)地球軌道面是傾斜的。由于地軸與天赤道平面是垂直的,地軸與地球軌道面交角應(yīng)是90°——23°26′,即66°34′。地球無(wú)論公轉(zhuǎn)到什么位置,這個(gè)傾角是保持不變的。

  在地球公轉(zhuǎn)的過(guò)程中,地軸的空間指向在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)是沒有明顯改變的。北極指向小熊星座α星,即北極星附近,這就是天北極的位置。也就是說(shuō),地球在公轉(zhuǎn)過(guò)程中地軸是平行地移動(dòng)的,所以無(wú)論地球公轉(zhuǎn)到什么位置,地軸與地球軌道面的夾角是不變的,黃赤交角是不變的。

  黃赤交角的存在,也表明黃極與天極的偏離,即黃北極(或黃南極)與天北極(或天南極)在天球上偏離23°26′。

  我們所見到的地球儀,自轉(zhuǎn)軸多數(shù)呈傾斜狀態(tài),它與桌面(代表地球軌道面)呈66°34′的傾斜角度,而地球儀的赤道面與桌面呈23°26′的交角,這就是黃赤交角的直觀體現(xiàn)。

  由于黃赤交角的影響,使太陽(yáng)直射點(diǎn)以一年為周期在南北回歸線之間往返移動(dòng),在南北回歸線之間一年有兩次太陽(yáng)直射,在南北回歸線上一年有一次太陽(yáng)直射,在北回歸線以北和南回歸線以南地區(qū)一年中沒有太陽(yáng)直射。

  公轉(zhuǎn)速度

  地球公轉(zhuǎn)是一種周期性的圓周運(yùn)動(dòng),因此,地球公轉(zhuǎn)速度包含著角速度和線速度兩個(gè)方面。如果我們采用恒星年作地球公轉(zhuǎn)周期的話,那么地球公轉(zhuǎn)的平均角速度就是每年360°,也就是經(jīng)過(guò)365.2564日地球公轉(zhuǎn)360°,即每日約0.986°,亦即每日約59′8″。地球軌道總長(zhǎng)度是940,000,000千米,因此,地球公轉(zhuǎn)的平均線速度就是每年9.4億千米,也就是經(jīng)過(guò)365.2564日地球公轉(zhuǎn)了9.4億千米,即每秒鐘29.8千米,約每秒30千米(線速度=940,000,000KM/365天=940,000,000秒/(365x24x3600)千米=29.8千米/秒(近似為30千米/秒)。

  依據(jù)開普勒行星運(yùn)動(dòng)第二定律可知,地球公轉(zhuǎn)速度與日地距離有關(guān)。地球公轉(zhuǎn)的角速度和線速度都不是固定的值,隨著日地距離的變化而改變。地球在過(guò)近日點(diǎn)時(shí),公轉(zhuǎn)的`速度快,角速度和線速度都超過(guò)它們的平均值,角速度為1°1′11″/日,線速度為30.3千米/秒;地球在過(guò)遠(yuǎn)日點(diǎn)時(shí),公轉(zhuǎn)的速度慢,角速度和線速度都低于它們的平均值,角速度為57′11″/日,線速度為29.3千米/秒。地球于每年1月初經(jīng)過(guò)近日點(diǎn),7月初經(jīng)過(guò)遠(yuǎn)日點(diǎn),因此,從1月初到當(dāng)年7月初,地球與太陽(yáng)的距離逐漸加大,地球公轉(zhuǎn)速度逐漸減慢;從7月初到來(lái)年1月初,地球與太陽(yáng)的距離逐漸縮小,地球公轉(zhuǎn)速度逐漸加快。

  我們知道,春分點(diǎn)和秋分點(diǎn)對(duì)黃道是等分的,如果地球公轉(zhuǎn)速度是均勻的,則視太陽(yáng)由春分點(diǎn)運(yùn)行到秋分點(diǎn)所需要的時(shí)間,應(yīng)該與視太陽(yáng)由秋分點(diǎn)運(yùn)行到春分點(diǎn)所需要的時(shí)間是等長(zhǎng)的,各為全年的一半。但是,地球公轉(zhuǎn)速度是不均勻的,則走過(guò)相等距離的時(shí)間必然是不等長(zhǎng)的。視太陽(yáng)由春分點(diǎn)經(jīng)過(guò)夏至點(diǎn)到秋分點(diǎn),地球公轉(zhuǎn)速度較慢,需要186天多,長(zhǎng)于全年的一半,此時(shí)是北半球的夏半年和南半球的冬半年;視太陽(yáng)由秋分點(diǎn)經(jīng)過(guò)冬至點(diǎn)到春分點(diǎn),地球公轉(zhuǎn)速度較快,需要179天,短于全年的一半,此時(shí)是北半球的冬半年和南半球的夏半年。由此可見,地球公轉(zhuǎn)速度的變化,是造成地球上四季不等長(zhǎng)的根本原因。

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