注册 登录  
 加关注
   显示下一条  |  关闭
温馨提示!由于新浪微博认证机制调整,您的新浪微博帐号绑定已过期,请重新绑定!立即重新绑定新浪微博》  |  关闭

大朴山房

大家好,才是真的好.

 
 
 

日志

 
 

【转载】北半球夏半年和冬半年不等长的根本原因 《枫叶》通讯员 辛宝恒 (天津市气象科学研究所 研究员)  

2014-06-20 21:28:28|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

  下载LOFTER 我的照片书  |

北半球夏半年和冬半年不等长的根本原因

《枫叶》通讯员 辛宝恒

(天津市气象科学研究所 研究员)

北半球夏半年和冬半年不等长的根本原因  《枫叶》杂志通讯员 辛宝恒  (天津市气象科学研究所 研究员) - 《枫叶》杂志  网络版 - 《Maple Leaves枫叶》网络版
 
 

   这要从地球的公转说起,地球公转是指地球环绕太阳的运动称为地球公转。因为同地球一起环绕太阳的还有太阳系的其他天体,太阳是它们共有的中心天体,故被称为转。而地球公转速度的变化,是造成夏半年和冬半年不等长的根本原因

   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。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。由于所选取的参考点不同,则的长度也不同。常用的周期单位有恒星年、回归年和近点年。在此,重点介绍的是恒星年。

   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3656小时910秒为一恒星年。

   由于地球轨道是椭圆形的,太阳就在这个椭圆的一个焦点上,而焦点是不在椭圆中心的,因此地球离太阳的距离,就有时会近一点,有时会远一点。离太阳最近的时候,这一点位置叫做近日点。随着地球的绕日公转,日地之间的距离就不断变化。地球轨道上距太阳最近的一点,即椭圆轨道的长轴距太阳较近的一端,称为近日点。在近代,地球过近日点的日期大约在每年一月初。此时地球距太阳为1.471亿千米,通常称为近日距。地球轨道上距太阳最远的一点,即椭圆轨道的长轴距太阳较远的一端,称为远日点。在近代,地球过远日点的日期大约在每年的7月初。此时地球距太阳约为1.521亿千米,通常称为远日距。近日距和远日距二者的平均值为1.496亿千米,这就是日地平均距离,即1个天文单位。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°,地球轨道总长度是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,

   以上地球绕太阳公转运行的规律及所有参数,都是由德国天文学家、数学家开普勒三定律所规定制约着的。开普勒于1609年在他出版的《新天文学》科学杂志上发表了关于行星运动的两条定律,又于1618年,发现了第三条定律。

   开普勒的三条行星运动定律改变了整个天文学,彻底摧毁了托勒密复杂的宇宙体系,完善并简化了哥白尼的日心说。

   开普勒第一定律,也称椭圆定律;也称轨道定律:每一个行星都沿各自的椭圆轨道环绕太阳,而太阳则处在椭圆的一个焦点中。这就规定了地球绕太阳的公转轨道是唯一的。

   开普勒第二定律,也称面积定律:在相等时间内,太阳和运动中的行星的连线(向量半径)所扫过的面积都是相等的。这一定律实际揭示了行星绕太阳公转的能量守恒和角动量守恒。清楚地表明,地球绕太阳公转过程中,其运行的线速度和角速度时刻都在变化着的。地球在趋近近日点时,动能增大势能减小,到达近日点时,地球公转速度最大,其角速度也最大。。反之,地球趋近远日点时,动能减小势能增大,到达远日点时,地球公转速度最小,其角速度也最小。。

   开普勒第三定律,也称调和定律,也称周期定律:是指绕以太阳为焦点的椭圆轨道运行的所有行星,其椭圆轨道半长轴的立方与周期的平方之比是一个常量。这里,a是行星公转轨道半长轴,T是行星公转周期,K是常数,其大小只与中心天体的质量有关。常用于椭圆轨道的计算。

   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。

   已知,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,则视太阳运动由春分点经远日点运行到秋分点和由秋分点经近日点运行到春分点,所需要的时间应该是等长的,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。

 

  评论这张
 
阅读(37)| 评论(0)
推荐 转载

历史上的今天

在LOFTER的更多文章

评论

<#--最新日志,群博日志--> <#--推荐日志--> <#--引用记录--> <#--博主推荐--> <#--随机阅读--> <#--首页推荐--> <#--历史上的今天--> <#--被推荐日志--> <#--上一篇,下一篇--> <#-- 热度 --> <#-- 网易新闻广告 --> <#--右边模块结构--> <#--评论模块结构--> <#--引用模块结构--> <#--博主发起的投票-->
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

页脚

网易公司版权所有 ©1997-2017