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实用天文学
1.5.5 第五节 地球之运行

第五节 地球之运行

地球绕日运行名为轨道运动。地心所作之轨迹平面称为黄道平面。太阳之中心亦在黄道平面内。

地球除作轨道运动外,并绕其极轴自转,其自转之速度为每日一周,详见第四章。

黄道平面与赤道平面相交之角名为黄赤交角。地球作轨道运动时其自转轴所指方向大体不变,故黄赤交角为一常数,约为img5。黄道与赤道平面之交线在黄道平面内亦随地球轨道运动而作平行之移动。

在黄道平面内通过太阳中心作一直线平行于黄赤交线,与地球轨道相交于两点,是为二分点:春分点与秋分点(图1-4)。通过太阳中心作另一直线与黄赤交线垂直,与地球轨道相交之两点名为二至点:夏至点与冬至点。

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图1-4 四季(所示日期系1951年的)

第三节已述及各行星轨道运转之方向,自北方俯视为反时针方向。因地球自转轴之方向定为南北方向,故此种运转方向又可称为向东转,如图1-5所示。反之则为向西转。

据刻卜勒行星运行第一定律:所有行星绕日之轨道俱为椭圆形,太阳居此椭圆之一焦点。故地球与太阳之距离随其在轨道上之位置而不同。地球轨道上与太阳距离最近之点名为近日点;最远之点名为远日点。连接此两点之直线必通过太阳,即为地球轨道椭圆之长径线,如图1-4所示。

地球每年行过二分点及二至点之日期大致相同,前后相差不致超过一日。地球行过近日点与远日点之日期逐年微向前移,图1-4所注之日期为1951年地球行过各点之日期。

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图1-5 向东转

按照刻卜勒行星运行第二定律:行星轨道运行之速度系使太阳与行星相联之向径,在同一时间内扫过轨道平面上相等之面积(图1-6)。是以地球绕日运行在远日点时速度最慢,在近日点时速度最快。由图1-4所示日期自春分点转至秋分点共需186日,而自秋分点转回至春分点共需179日,可见地球运转速度夏日较慢,冬日较快。但因地球轨道之椭圆率极小,即甚近于圆形,故运转速度之变化极微。

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图1-6 地球之轨道运动

地球行至春分点时,太阳正射于赤道之上。由春分点前进,太阳正射之位置逐渐由赤道向北移动。迨地球达夏至点时太阳正射北纬img9(等于黄赤交角),如图1-7(a)所示。由夏至到秋分,太阳正射点又由北纬img10逐渐南移至赤道。秋分以后,太阳正射点转入南半球,至冬至达到南纬img11,如图1-7(b)所示。此后又逐渐北移,至春分仍返于赤道。

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图1-7

当太阳正射北半球时,北半球温度最高,故为夏季。太阳正射南半球时,北半球温度下降,故为冬季。若就南半球而论,则冬夏季适与北半球相反。至于地球与太阳之距离虽在夏季较远,但因全年最远与最近相差不过1/30,影响热度极小,不足为决定季节之主要原因。