地球自轉
地球有兩種轉動形式,一種是圍繞著地軸自轉,一種是環(huán)繞太陽做公轉,這篇文章主要介紹自轉,因為自轉導致的時差。
1.自轉方向
自西向東(上帝視角,從北極上看逆時針)。
2.地軸和赤道
地球圍繞地軸旋轉,地軸一直指向北極星附近,所以我們看到的地球儀都是斜著的,地軸是一個假象的軸。
和地軸垂直,過地心的橫截面,叫做赤道面,圓周叫赤道。赤道平均半徑6371公里,赤道周長大概40000公里。地球環(huán)繞太陽旋轉的平面叫黃道,后面的文章會具體介紹。
3.自轉周期:回歸日
地球自轉周期示意圖
地球自轉有兩個周期,一個叫恒星日,一個叫回歸日。
恒星日,以遙遠的一個恒星為參考點,回歸日以太陽為參考點。
差距在于,恒星是遙遠的,可以認為兩者之間沒有相對運動,地球A點上的人Y轉了360°回到A,需要時間就是恒星日,大概時間是23小時56分。
太陽不是遙遠的,太陽和地球之間有相對運動,地球上的人一天不是轉了一圈,而是從正午到正午(一天白晝最中間的時刻,不是12點),所以叫回歸日,回歸日是我們可以感知到的,恒星日我們感知不到。
由于地球相對于太陽做公轉,自轉和公轉都是自西向東,當A點上的人Y第一天享受最烈的陽光的時候,轉了23小時56分,還沒有到第二天陽光最烈的時候,就如上圖示意的那樣,最烈的時候需要轉到B點,那么還需要再轉一會兒,而這一會兒,需要的時間是:24小時乘以60分鐘,除以365,大概就是4分鐘,所以回歸日周期是24小時。
4.地球自轉速度
地球自轉有兩個速度,一個是角速度,一個是線速度,平均角速度是一小時15°。
線速度隨著維度的不同而不同,赤道線速度最快,一小時近1670km.
5.晝夜和晨昏線
因為地球是一個不透明的球體,在同一時間,向著太陽的一半是白天,背著太陽的一半是黑夜。晝夜交替的周期是一個太陽日(回歸日)。
晝夜交替的界限叫做晨昏線,是一個始終過地心垂直于黃道的圓周。
由于地球自西向東自轉,所以東邊總是比西邊先天亮,這就是時差產生的根本原因。
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