認(rèn)識(shí)地球 地球的運(yùn)動(dòng)

地球的運(yùn)動(dòng)宇宙中所有的天體，都按一定系統(tǒng)，有規(guī)律地運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的形式多種多樣。地球除了自身內(nèi)部的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)外，它的繞軸自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和繞日公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)非常重要，與人類的關(guān)系也最為密切。

（1）地球的自轉(zhuǎn)地球自西向東繞地軸在不停地旋轉(zhuǎn)著，這是地球的自轉(zhuǎn)。地球的自轉(zhuǎn)軸叫地軸。地球自轉(zhuǎn)的方向是自西向東。地球自轉(zhuǎn)一周360，所需的時(shí)間是23時(shí)56分4秒。這叫做一個(gè)恒星日，即天空某一恒星連續(xù)兩次經(jīng)過(guò)上中天（天體每天經(jīng)過(guò)觀測(cè)者的子午圈平面兩次，離天頂較近的一次叫上中天）的時(shí)間間隔。這是地球自轉(zhuǎn)的真正周期。一天24小時(shí)，是太陽(yáng)連續(xù)兩次經(jīng)過(guò)上中天的時(shí)間間隔，叫做一個(gè)太陽(yáng)日。由于地球在自轉(zhuǎn)的同時(shí)還在繞日公轉(zhuǎn)，一個(gè)太陽(yáng)日，地球要自轉(zhuǎn)360°59，比恒星日多出59，所以時(shí)間上比恒星日多3分56秒。

地球自轉(zhuǎn)的角速度大約是每小時(shí)15，每4分鐘1。由于地球表面是固體，除南北兩極點(diǎn)外，任何地點(diǎn)的自轉(zhuǎn)速度都一樣。地球自轉(zhuǎn)的線速度，則因各地緯度的不同而有差異。這是因?yàn)榫暰€圈的周長(zhǎng)自赤道向兩極逐漸減小。赤道處緯線圈最長(zhǎng)，自轉(zhuǎn)速度最快，每小時(shí)旋轉(zhuǎn)1670千米；到了南北緯60，緯線圈周長(zhǎng)縮短，地球自轉(zhuǎn)線速度約減小為赤道處的一半。到了南北極點(diǎn)，則既無(wú)線速度，也無(wú)角速度。

由于地球自轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的自然現(xiàn)象是多方面的，最顯著的地理意義是：地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生了晝夜更替現(xiàn)象。由于地球是一個(gè)不發(fā)光、也不透明的球體，所以在同一時(shí)間里，太陽(yáng)只能照亮地球表面的一半。向著太陽(yáng)的半球，是白天；背著太陽(yáng)的半球，是黑夜。晝半球和夜半球的分界線，叫做晨昏線。由于地球不停地自轉(zhuǎn)，晝夜也就不斷地交替。晝夜交替的周期不長(zhǎng)，就是上述的太陽(yáng)日。這就使得地面白晝?cè)鰷夭恢劣谶^(guò)分炎熱，黑夜冷卻不至于過(guò)分寒冷，從而保證了地球上生命有機(jī)體的生存和發(fā)展。由于地球自轉(zhuǎn)，地球上不同緯度的地方，有不同的地方時(shí)；經(jīng)度每隔15，地方時(shí)相差一小時(shí)。物體水平運(yùn)動(dòng)的方向產(chǎn)生偏向。地球上水平運(yùn)動(dòng)的物體，無(wú)論朝著哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，都發(fā)生偏向，在北半球向右偏，在南半球向左偏。這些現(xiàn)象都是自轉(zhuǎn)的結(jié)果，也是地球自轉(zhuǎn)的有力證據(jù)。由于地球的自轉(zhuǎn)，大氣中的氣流、大洋中的洋流都產(chǎn)生偏向，這對(duì)地表熱量與水分的輸送交換，對(duì)全球熱量與水量的平衡，都有著巨大的影響。地球自轉(zhuǎn)對(duì)地球形狀的影響。地球自轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的慣性離心力，使地球由兩極向赤道逐漸膨脹，成為目前略扁的旋轉(zhuǎn)橢球體的形狀。這個(gè)橢球體的半長(zhǎng)軸，即地球赤道半徑為千米；半短軸，即地球的極半徑為千米，赤道半徑比極半徑約長(zhǎng)21千米。近年來(lái)，根據(jù)人造地球衛(wèi)星觀測(cè)的結(jié)果表明，赤道類似橢圓，而不是正圓，所以地球的形狀，也可認(rèn)為是一個(gè)“三軸橢球體”。但是，這些差值同地球平均半徑相比都很小，所以從太空中看地球，仍是一個(gè)圓球體。

（2）地球的公轉(zhuǎn)

地球繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)，叫做公轉(zhuǎn)。地球公轉(zhuǎn)的路線叫做公轉(zhuǎn)軌道。它是近似正圓的橢圓軌道。太陽(yáng)位于橢圓的兩焦點(diǎn)之一。每年1月初，地球離太陽(yáng)最近，這個(gè)位置叫做近日點(diǎn)；7月初，地球距離太陽(yáng)最遠(yuǎn)，這個(gè)位置叫做遠(yuǎn)日點(diǎn)。地球公轉(zhuǎn)的方向與自轉(zhuǎn)的方向相同，也是自西向東的。地球繞日運(yùn)動(dòng)的軌道長(zhǎng)度是94000萬(wàn)千米，公轉(zhuǎn)一周所需的時(shí)間為一年；天文上通常所說(shuō)的年是365日5時(shí)48分46秒，這是一個(gè)回歸年。地球繞日一年轉(zhuǎn)360，大致每日向東推進(jìn)1。這是地球公轉(zhuǎn)的平均角速度。地球公轉(zhuǎn)的線速度平均每秒鐘約為30千米。在近日點(diǎn)時(shí)公轉(zhuǎn)速度較快，在遠(yuǎn)日點(diǎn)時(shí)較慢。地球一邊公轉(zhuǎn)，一邊自轉(zhuǎn)。有公轉(zhuǎn)，就有軌道平面，即黃道平面。有自轉(zhuǎn)，就有赤道平面。在黃道平面同赤道平面之間有一個(gè)交角，叫做黃赤交角。目前的黃赤交角是23°26’。地軸同軌道平面斜交的角度為90°-23°26’=66°34’，并且地軸在宇宙空間的方向不因季節(jié)而變化。因此，在地球繞日公轉(zhuǎn)過(guò)程中，太陽(yáng)有時(shí)直射在北半球，有時(shí)直射在南半球，有時(shí)直射在赤道上。太陽(yáng)直射的范圍最北是北緯23°26，最南是南緯23°26。當(dāng)太陽(yáng)直射在北緯23°26’時(shí)，就是北半球的夏至日（6月22日前后）。以后，太陽(yáng)直射點(diǎn)南移。到了9月23日前后，太陽(yáng)直射在赤道上。這一天是北半球的秋分日。12月22日前后，太陽(yáng)直射在南緯23°26’。這一天是北半球的冬至日。以后，太陽(yáng)直射點(diǎn)北返，當(dāng)3月21

日前后太陽(yáng)再次直射在赤道的這一天，是北半球的春分日。6月22日前后又直射到北緯23°26。這樣，地球以一年為周期繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)，太陽(yáng)直射點(diǎn)相應(yīng)地在南北回歸線間往返移動(dòng)。由于黃赤交角的存在，地球繞日公轉(zhuǎn)過(guò)程中引起正午太陽(yáng)高度、晝夜長(zhǎng)短的周年變化，從而在地球上產(chǎn)生了四季的更替。正午太陽(yáng)高度的變化太陽(yáng)光線對(duì)于地平面的交角（即太陽(yáng)在當(dāng)?shù)氐难鼋牵凶鎏?yáng)高度角，簡(jiǎn)稱太陽(yáng)高度。在太陽(yáng)直射點(diǎn)上，太陽(yáng)高度是90；在晨昏線上，高度是0。太陽(yáng)直射點(diǎn)南北移動(dòng)，引起正午太陽(yáng)高度的變化。正午太陽(yáng)高度就是一日內(nèi)最大的太陽(yáng)高度；它的大小是隨緯度不同和季節(jié)變化而有規(guī)律地變化著。太陽(yáng)高度就緯度分布而言，春秋二分，由赤道向南北兩方降低。6月22日，由北回歸線向南北兩方降低；12月22日，由南回歸線向南北兩方降低。就季節(jié)變化而言，在北回歸線以北的緯度帶，每年6月22日前后，正午太陽(yáng)高度達(dá)最大值；每年12月22日前后達(dá)最小值。在南回歸線以南的緯度帶，情況正好淚反。在南北回歸線之間各地，每年兩次受到太陽(yáng)直射。晝夜長(zhǎng)短的變化晨昏線把所經(jīng)過(guò)的緯線分割成晝弧和夜弧。由于黃赤交角的存在，除了在赤道上和春秋分日外，各地的晝弧長(zhǎng)、夜弧短，則白天長(zhǎng)，黑夜短；反之，則黑夜長(zhǎng)，白晝短。自3月21日（北半球春分日）至9月23日（北半球秋分日，是北半球的夏半年。那時(shí)，太陽(yáng)直射北半球，北半球各緯度，晝弧大于夜弧，晝長(zhǎng)大于夜長(zhǎng)。緯度越高，晝?cè)介L(zhǎng)，夜越短；北極四周，太陽(yáng)整日不落，叫做極晝現(xiàn)象；南半球則反之。其中6月22日是北半球的夏至日。這一天，北半球晝最長(zhǎng)，夜最短，北極圈（北緯66°34’）以北，到處出現(xiàn)極晝現(xiàn)象；南半球則反之。自9月23日至次年3月21日，是北半球的冬半年。那時(shí)，太陽(yáng)直射南半球，北半球到處是晝短夜長(zhǎng)。緯度越高，晝?cè)蕉?，夜越長(zhǎng)；北極四周，有極夜現(xiàn)象。南半球則反之。其中12月22日是北半球的冬至日。這一天，北半球晝最短，夜最長(zhǎng)，北極圈以內(nèi)，到處出現(xiàn)極夜現(xiàn)象；南半球則反之。在每年3月21日和9月23日，太陽(yáng)直射赤道，全球各地晝夜等長(zhǎng)，各為12時(shí)。

四季更替地球上的季節(jié)變比，從天文現(xiàn)象來(lái)看，是晝夜長(zhǎng)短和太陽(yáng)高度的季節(jié)變化，這種變化決定于太陽(yáng)直射點(diǎn)在緯度上的周年變化。從天文含義看四季，夏季就是一年內(nèi)白晝最長(zhǎng)、太陽(yáng)最高的季節(jié)；冬季就是一年內(nèi)白晝最短、太陽(yáng)最低的季節(jié)；春秋二季就是冬夏兩季的過(guò)渡季節(jié)。我國(guó)傳統(tǒng)上以立春（2月4日或5日）、立夏（5月5日或6日）、立秋（8月7日或8日）、立冬（11月