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地球自转和公转及其带来的影响 地球运动包括两种方式，一种是自转，一种是公转。这篇文章，会介绍地球如何自转和公转，以及自转和公转带来的影响。 一.地球自转 地球围绕地轴自西向东旋转，叫做自转。 1.自转方向 自西向东（从北极上看逆时针）。 2.地轴和赤道 地球围绕地轴旋转，地轴一直指向北极星附近，所以我们看到的地球仪都是斜着的。 和地轴垂直，过地心的横截面，叫做赤道面，圆周叫赤道。赤道平均半径6371公里，赤道周长大概40000公里。 3.自转周期:回归日 地球自转周期示意图 地球自转有两个周期，一个叫恒星日，一个叫回归日。 恒星日，以遥远的一个恒星为参考点，回归日以太阳为参考点。 差距在于，恒星是遥远的，可以认为两者之间没有相对运动，地球A点上的人Y转了360°回到A，需要时间就是恒星日，大概时间是23小时56分。 太阳不是遥远的，太阳和地球之间有相对运动，地球上的人一天不是转了一圈，而是从正午到正午（或者理解为阳光最烈的时刻到最烈的时刻，如果两天天气情况一样的话），所以叫回归日。 由于地球相对于太阳做公转，自转和公转都是自西向东，当A点上的人Y第一天享受最烈的阳光的时候，转了23小时56分，还没有到第二天阳光最烈的时候，就如上图示意的那样，最烈的时候需要转到B点，那么还需要再转一会儿，而这一会儿，需要的时间是：24小时乘以60分钟，除以365，大概就是4分钟，所以回归日周期是24小时。 4.地球自转速度 地球自转有两个速度，一个是角速度，一个是线速度，平均角速度是一小时15°。 线速度随着维度的不同而不同，赤道线速度最快，一小时1670km. 二.地球公转 地球环绕太阳自西向东旋转，运转叫做公转。 1.公转方向 自西向东。 2.黄道和黄赤交角 地球环绕太阳做公转的平面，叫做黄道平面，简称黄道。 由于地轴是倾斜的，赤道面和黄道面不在一个平面上，两者之间的夹角，叫做黄赤交角，基本不变，固定在23°26′。 3.太阳直射点和回归运动 太阳垂直照射地球的点，叫做太阳直射点。 理论上如果没有黄赤交角的存在，太阳会一年四季直射赤道，但是由于黄赤交角，太阳直射点的范围在北纬23°26′到南纬23°26′之间。 其中，夏至（6月22日）直射北纬23°26′，冬至（12月22日）直射南纬23°26′，春分（3月21日）和秋分（9月23日）都直射在赤道上。 太阳直射点在南北纬23°26′之间来回运动的过程，被称为回归运动，其中北纬23°26′叫做北回归线，南纬23°26′叫做南回归线。 太阳只在回归区有直射，其他地方没有直射，而且直射点是始终落在面向太阳的那个经线上，只有你所在的地方的维度处在回归区，同时自转使得维度线和靠近太阳的经线相交的时候才会直射，而相交的这个时间被称为正午。 4.地球公转周期：回归年 地球公转周期图 地球公转有两个周期，一个叫恒星年，一个叫回归年。 和自转周期类似，恒星年，以遥远的一个恒星为参考点，回归年以太阳为参考点。 差距在于，恒星是遥远的，可以不考虑地球地轴的微小运动，地球重新回到轨道上对应的起点，也就是地球旋转360°所需要的时间，是365日6时9分。 以太阳为参考点，指的是地球上一个任何地方经历两个春分的时间，就是太阳直射点做一个回归运动的时间，但是由于地轴在太阳，月亮和其他行星作用下，每年都微小倾斜，使得回归提前了，提前的时间大概是20分钟，这20分钟叫做岁差，回归时间是365日5小时48分，叫做回归年。 回归日和回归年是历法中，也就是实际生活中所使用，恒星日和恒星年是天文学中使用。 5.公转速度和近远日点 地球公转也有两个速度，一个是角速度，一个是线速度，但是由于地球轨道不是严格意义上的圆形，是一个椭圆，太阳处在其中一个焦点上，所以太阳在运动的过程中，日距不断变化。 在1月初，地球达到近日点，在七月初，地球达到远日点，距离地球越近，角速度和线速度越快，具体速度可以自行查阅，不是本文重点。 五.自转的影响 1.昼夜 因为地球是一个不透明的球体，在同一时间，向着太阳的一半是白天，背着太阳的一半是黑夜。昼夜交替的周期是一个太阳日（回归日）。 昼夜交替的界限叫做晨昏线，是一个始终过地心垂直于黄道的圆周。 2.时差 360°（接近）代表24小时，在同一纬度地区，经度相差十五度，时差一个小时。 一个地区的时间，严格意义是任何地区正午都应该定义为白天12时，其他时间，以此类推，叫地方时。 但是为了使用地方时方便，不可能一个地方一个地方时，所以规定了时区，全球划分为24个时区，分别是东十二区，西十二区，伦敦被国际会议规定为是东西经的起点，被称为本初子午线（子午线是经线的别称），第一个时区所在范围是东经7.5到西经7.5°。 同时，规定了每个时区统一使用这个时区中间位置经度的地方时，这样整个15°的经度范围内，时差因为不大于1小时，所以误差是可以接受的。 但是各国情况也不同，例如中国统一使用北京时间，实质上中国横跨五个时区，北京在东八区，五个时区相差大概四小时。 美国处于西五到西八四个时区，四个时区分别采用不同的区时，这就是常说的东部时间（首都所在地），中部时间，山地时间，太平洋时间。 3.地转偏向力 由于地球自转，地球上物体会有离心力，在北半球向右，南半球向左（可以想象一下，你在北半球，地球自西向东转）。 这种使得物体甩出去的力，被称为地转偏向力。 一般地球上的物体受到地转偏向力一般可以忽略不计，但是对于大气和水体，作用较为明显。 四.公转的影响 1.昼夜长短 昼夜长短取决于，你所在的地点的纬度线和晨昏线交界处的两点到各自极点囊括的经度范围大小，范围越大，昼越长。 春分到秋分 北半球是昼长夜短，而且纬度越高，白天越长，北极还有极昼。 南半球是昼短夜长，纬度越高，夜越长，南极是极夜。 秋分到春分相反。 赤道所在点，昼夜长短一直一致。 2.正午太阳高度 不是高度，是太阳光线和照射点地平面之间的夹角。 正午不是指的时区12点，是一个地区白天的中间，也就是地方时的12点。 正午太阳高度，是一天之中太阳光线和照射点地平面之间的夹角的意思。 正午太阳高度最高90°，直射点也集中在回归区，正午太阳高度最低是0°，是两极所在地。 正午太阳高度代表的是太阳对照射点的辐射强度，正午太阳高度越高，辐射强度越大（很容易想象，一个等垂直照射你和平行照射你，你那个感受强烈一些），也就越热，所以南北极很冷，包括赤道在内的回归区很热。 同一时刻，正午太阳高度由太阳直射点南北递减。 春分到秋分，直射点在北半球，所以北半球比南半球正午太阳高度高，受到的辐射更多，秋分到春分，直射点在南半球，南半球比北半球正午太阳高度高，受到的辐射更多。 所以南北半球季节相反。 3.四季交替 根据昼夜长短和正午太阳高度，将一年分为四个季节。 北半球是夏至日昼最长，正午太阳高度最高，冬至日夜最长，正午太阳高度最低。 最热的季节是夏至日，最冷的季节是冬至。 北半球一般把345是春季，678夏季，91011秋季，1212冬季，南半球相反。 4.温度带 因为昼夜长短和正午太阳高度变化，使得不同地区接受的太阳辐射量不同，大致可以给地球分为五个带（粗略划分）南北回归线之间是热带，南北回归线到极圈之间是温带，极圈内（维度是66°）是寒带。
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