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▲高考地理必考知識(shí)點(diǎn):地球公轉(zhuǎn)
地球公轉(zhuǎn)就是地球按一定軌道圍繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)(TheEarthrevolutionaroundsun)。像地球的自轉(zhuǎn)具有其獨(dú)特規(guī)律性一樣,由于太陽(yáng)引力場(chǎng)以及自轉(zhuǎn)的作用,而導(dǎo)致地球的公轉(zhuǎn)。地球的公轉(zhuǎn)也有其自身的規(guī)律。地球的公轉(zhuǎn)這些規(guī)律從地球軌道、地球軌道面、黃赤交角、地球公轉(zhuǎn)的周期和地球公轉(zhuǎn)速度和地球公轉(zhuǎn)的效應(yīng)等。
▲高考地理必考知識(shí)點(diǎn):地球公轉(zhuǎn)之黃赤交角
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(xiàn)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[1]。
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(méi)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(jiàn)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(guān)體現(xiàn)。
▲高考地理必考知識(shí)點(diǎn):地球公轉(zhuǎn)的速度
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(xiàn)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(huà),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(xiàn)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(xiàn)速度=940,000,000KM/365天=940,000,000秒/(365X24X3600)秒=29.8千米(近似為30千米/秒)。
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(jiàn),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。
1.一光年:是指光在真空中一年時(shí)間里面走過(guò)的距離,注意,光年是長(zhǎng)度單位。
2.地球公轉(zhuǎn):我們的地球以每秒29.79公里的速度,沿著一個(gè)偏心率很小的橢圓繞著太陽(yáng)公轉(zhuǎn)。走完大約約9.4億公里的一圈路程要花365天又5小時(shí)48分46秒,即大約一年。(日地平均距離是1.5億公里)
3.光在一年時(shí)間里面走過(guò)的距離是地球公轉(zhuǎn)的周長(zhǎng)的多少倍由于1光年是光在一年時(shí)間里面走過(guò)的距離,地球公轉(zhuǎn)周長(zhǎng)是地球一年走過(guò)的弧長(zhǎng),時(shí)間都是一年。所以距離之比就是光速300,000km/s和地球公轉(zhuǎn)的速度29.79km/s之比:n=300,000/29.79=10,000倍。
4.地球圍繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)一周的距離是多少此處的距離實(shí)際上是周長(zhǎng),一周的弧長(zhǎng)。我們已經(jīng)知道地球公轉(zhuǎn)軌道半徑1.5億公里,很容易算出周長(zhǎng)的。根據(jù)公式s=2×3.14×1.5億,大約9.4億公里。
5.根據(jù)橢圓終極理論公式計(jì)算公轉(zhuǎn)周長(zhǎng)為近似為939901691.151千米(由于計(jì)算機(jī)局限暫時(shí)只能精確到此)
通常所指的地球公轉(zhuǎn)是以太陽(yáng)為參考系的二維平面,而地球在宇宙總空間和時(shí)間中轉(zhuǎn)行一年的行程,大約117億公里,軌跡是螺旋狀的,2011年的春分和2012年的春分,不是相交,而是距離數(shù)十億公里。
▲高考地理必考知識(shí)點(diǎn):地球公轉(zhuǎn)的周期
地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)一周所需要的時(shí)間,就是地球公轉(zhuǎn)周期。
籠統(tǒng)地說(shuō),地球公轉(zhuǎn)周期是一“年”。因?yàn)樘?yáng)周年視運(yùn)動(dòng)的周期與地球公轉(zhuǎn)周期是相同的,所以地球公轉(zhuǎn)的周期可以用太陽(yáng)周年視運(yùn)動(dòng)來(lái)測(cè)得。地球上的觀(guān)測(cè)者,觀(guān)測(cè)到太陽(yáng)在黃道上連續(xù)經(jīng)過(guò)某一點(diǎn)的時(shí)間間隔,就是一“年”。由于所選取的參考點(diǎn)不同,則“年”的長(zhǎng)度也不同。常用的周期單位有恒星年、回歸年和近點(diǎn)年。
回歸年
地球公轉(zhuǎn)的春分點(diǎn)周期就是回歸年。這種周期單位是以春分點(diǎn)為參考點(diǎn)得到的。在一個(gè)回歸年期間,從太陽(yáng)中心上看,地球中心連續(xù)兩次過(guò)春分點(diǎn);從地球中心上看,太陽(yáng)中心連續(xù)兩次過(guò)春分點(diǎn)。從地心天球的角度來(lái)講,一個(gè)回歸年的長(zhǎng)度就是視太陽(yáng)中心在黃道上,連續(xù)兩次通過(guò)春分點(diǎn)的時(shí)間間隔。
春分點(diǎn)是黃道和天赤道的一個(gè)交點(diǎn),它在黃道上的位置不是固定不變的,每年西移50″。29,也就是說(shuō)春分點(diǎn)在以“年”為單位的時(shí)間里,是個(gè)動(dòng)點(diǎn),移動(dòng)的方向是自東向西的,即順時(shí)針?lè)较颉6曁?yáng)在黃道上的運(yùn)行方向是自西向東的,即逆時(shí)針的。這兩個(gè)方向是相反的,所以,視太陽(yáng)中心連續(xù)兩次春分點(diǎn)所走的角度不足360°,而是360°—50″.29即359°59′9″。71,這就是在一個(gè)回歸年期間地球公轉(zhuǎn)的角度。因此,回歸年不是地球公轉(zhuǎn)的真正周期,只表示地球公轉(zhuǎn)了359°59′9″.71的角度所需要的時(shí)間,用日的單位表示,其長(zhǎng)度為365.2422日,即365日5小時(shí)48分46秒。
近點(diǎn)年
地球公轉(zhuǎn)的近日點(diǎn)周期就是近點(diǎn)年。這種周期單位是以地球軌道的近日點(diǎn)為參考點(diǎn)而得到的。在一個(gè)近點(diǎn)年期間,地球中心(或視太陽(yáng)中心)連續(xù)兩次過(guò)地球軌道的近日點(diǎn)。由于近日點(diǎn)是一個(gè)動(dòng)點(diǎn),它在黃道上的移動(dòng)方向是自西向東的,即與地球公轉(zhuǎn)方向(或太陽(yáng)周年視運(yùn)動(dòng)的方向)相同,移動(dòng)的量為每年11″,所以,近點(diǎn)年也不是地球公轉(zhuǎn)的真正周期,一個(gè)近點(diǎn)年地球公轉(zhuǎn)的角度為360°+11″,即360°0′11″,用日的單位來(lái)表示,其長(zhǎng)度365.2596日,即365日6小時(shí)13分53秒。
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