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地球公轉速度

2022-03-14 科普知識

  地球公轉的速度非常非常快,一秒鐘就接近30千米,這樣的速度比飛機快多了,這樣快的速度繞太陽一圈還要一年呢。下面是小編精心整理的地球公轉速度,僅供參考,歡迎大家閱讀。

  地球平均公轉線速度是:29.783千米/秒 (10.722萬千米/小時) 。地球平均公轉角速度是:每日約0.986°,或每日約59′8″。

  地球圍繞太陽公轉的軌道是一個橢圓,地球公轉速度與日地距離有關。地球公轉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。

  地球在過近日點時,公轉的速度快,角速度和線速度都超過它們的平均值,角速度為1°1′11″/日,線速度為30.3千米/秒。

  地球在過遠日點時,公轉的速度慢,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月初經過近日點,7月初經過遠日點,因此,從1月初到當年7月初,地球與太陽的距離逐漸加大,地球公轉速度逐漸減慢;從7月初到來年1月初,地球與太陽的距離逐漸縮小,地球公轉速度逐漸加快。

  公轉周期

  地球公轉的時間是一年。在地球公轉的過程中存在兩個明顯周期,分別為回歸年和恒星年。回歸年是指太陽連續兩次通過春分點的時間間隔,即太陽中心自西向東沿黃道從春分點到春分點所經歷的時間,又稱為太陽年。1回歸年為365.2422日,即365天5小時48分46秒。這是根據121個回歸年的平均值計算出來的結果。

  恒星年是地球公轉的真正周期,在一個恒星年期間,在太陽上看,地球中心從天空中的某一點出發,環繞太陽一周,然后又回到了此點;如果從地球上看,則是太陽中心從黃道(地球公轉軌道面截天球所得的圓)上的某一點(某一恒星)出發,運行周天,然后又回到了同一點(同一恒星)。在一個恒星年期間,地球公轉360°所需時間約為365日6時9分10秒。

  黃赤交角

  地球在其公轉軌道上的每一點都在相同的平面上,這個平面就是地球軌道面。地球軌道面在天球上表現為黃道面,同太陽周年視運動路線所在的平面在同一個平面上。地球的自轉和公轉是同時進行的,在天球上,自轉表現為天軸和天赤道,公轉表現為黃軸和黃道。天赤道在一個平面上,黃道在另外一個平面上,這兩個同心的大圓所在的平面構成一個23°26′的夾角,這個夾角叫做黃赤交角。

  黃赤交角的存在,實際上意味著,地球在繞太陽公轉過程中,自轉軸對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是90°——23°26′,即66°34′。地球無論公轉到什么位置,這個傾角是保持不變的。

  在地球公轉的過程中,地軸的空間指向在相當長的時期內是沒有明顯改變的。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,地球在公轉過程中地軸是平行地移動的,所以無論地球公轉到什么位置,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,自轉軸多數呈傾斜狀態,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。

  由于黃赤交角的影響,使太陽直射點以一年為周期在南北回歸線之間往返移動,在南北回歸線之間一年有兩次太陽直射,在南北回歸線上一年有一次太陽直射,在北回歸線以北和南回歸線以南地區一年中沒有太陽直射。

  公轉速度

  地球公轉是一種周期性的圓周運動,因此,地球公轉速度包含著角速度和線速度兩個方面。如果我們采用恒星年作地球公轉周期的話,那么地球公轉的平均角速度就是每年360°,也就是經過365.2564日地球公轉360°,即每日約0.986°,亦即每日約59′8″。地球軌道總長度是940,000,000千米,因此,地球公轉的平均線速度就是每年9.4億千米,也就是經過365.2564日地球公轉了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)。

  依據開普勒行星運動第二定律可知,地球公轉速度與日地距離有關。地球公轉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。地球在過近日點時,公轉的`速度快,角速度和線速度都超過它們的平均值,角速度為1°1′11″/日,線速度為30.3千米/秒;地球在過遠日點時,公轉的速度慢,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月初經過近日點,7月初經過遠日點,因此,從1月初到當年7月初,地球與太陽的距離逐漸加大,地球公轉速度逐漸減慢;從7月初到來年1月初,地球與太陽的距離逐漸縮小,地球公轉速度逐漸加快。

  我們知道,春分點和秋分點對黃道是等分的,如果地球公轉速度是均勻的,則視太陽由春分點運行到秋分點所需要的時間,應該與視太陽由秋分點運行到春分點所需要的時間是等長的,各為全年的一半。但是,地球公轉速度是不均勻的,則走過相等距離的時間必然是不等長的。視太陽由春分點經過夏至點到秋分點,地球公轉速度較慢,需要186天多,長于全年的一半,此時是北半球的夏半年和南半球的冬半年;視太陽由秋分點經過冬至點到春分點,地球公轉速度較快,需要179天,短于全年的一半,此時是北半球的冬半年和南半球的夏半年。由此可見,地球公轉速度的變化,是造成地球上四季不等長的根本原因。

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