电子课文第一章地球在宇宙中.docx
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电子课文第一章地球在宇宙中
电子课文·第一章 地球在宇宙中
第一节 天体和天体系统
天体 在地球上,我们仰望苍穹,可以看到太阳、月球以及各式各样的星星,包括闪烁的恒星、明亮的行星和轮廓模糊的星云。
有时候,我们还可以看到划破夜空的流星和拖着长尾的彗星。
通过天文望远镜和其他空间探测手段,还可以观测到更多的恒星和星云,环绕行星公转的卫星,以及存在于星际空间的气体和尘埃——星际物质。
所有这些,通称天体。
它们都是宇宙间物质的存在形式。
地球也是一个天体。
在太空中运行的人造卫星、宇宙飞船、航天飞机、天空实验室等属于人造天体。
天球 地球以外的天体,距离我们的远近,极其悬殊。
但是,人们都有这样的直觉印象:
日月星辰看上去似乎是一样遥远的。
这就是说,一切天体似乎都位于一个以观测者为球心的球面上。
根据这样的印象,人们为了研究天体在天空中的位置和运动,引进了一个假想的圆球:
它的球心就是观测者;它的半径是无穷大。
这个圆球,叫做天球。
地球以外的天体在天球上都有各自的投影。
人们在说明天体位置和运动的时候,可以把天体的投影看成是它们本身。
地球的自转轴无限延长,同天球球面相交于两点,这叫做天极,即南天极和北天极。
地球赤道平面无限扩大,同天球相交的大圆,叫做天赤道。
有了天极和天赤道,天球就可以有它自己的经线和纬线。
人们说明天体在天球上投影的位置就方便了。
恒星和星云 在各种天体之中,最基本的是恒星和星云。
恒星是由炽热气体组成的,能自己发光的球状天体。
它有很大的质量。
夜空里的点点繁星,差不多都是恒星。
人们用肉眼可以看到的恒星,全天就有六千多颗。
借助于天文望远镜,可看到几十万乃至几百万颗以上的恒星。
太阳是距离我们地球最近的恒星,太阳光到达地球需要的时间为8分多钟。
距离太阳最近的恒星①,它的光到达地球约需4.2年的时间。
这就是说,它同地球的距离约为4.2光年。
光年是计量天体距离的一种单位。
光的速度为每秒钟30万千米,光在一年中所走过的距离,约等于94605亿千米,这叫做一光年。
有些恒星远达几百、几千光年,现在能够探测到的最远天体,距离地球约为200亿光年。
由于恒星距离我们十分遥远,在地球上看来,恒星之间的相对位置似乎是固定不变的,因此古代人把它们叫做恒星。
实际上,所有恒星都在不停地运动和变化中。
例如,我们所熟悉的北斗七星,现在看起来排列得像勺子的形状。
但是,在十万年以前和十万年以后,形状却跟现在不一样。
这是因为北斗七星各成员运动的方向、速度不同所造成的。
星云是由气体和尘埃物质组成的,呈云雾状外表的天体。
同恒星相比,星云具有质量大、体积大、密度小的特点。
一个普通星云的质量至少相当于上千个太阳,半径大约为10光年。
星云的物质密度十分稀薄,主要成分是氢。
星座 人们为了便于认识恒星,把天球分成若干区域,这些区域称为星座。
每个星座中的恒星,人们曾把它们联成各种不同的图形。
我们根据这些图形,就能辨认不同的星座以及星座中的恒星。
按照国际上的规定,全天分成88个星座。
上述北斗七星就是大熊星座的主要部分。
在星空中,人们可以看到,在北天极的周围,有大熊、小熊和仙后三个星座。
大熊星座和小熊星座的主要恒星都是七颗,排列成勺子的形状。
仙后星座有五颗亮星,它们排列成W的形状。
在北半球的中高纬度,这三个星座都是终年可见的。
在北半球的中纬度,九月初的21时左右,天顶附近有天琴座(其中有织女星)、天鹅座和天鹰座(其中有牛郎星)。
天体系统 宇宙间的天体都在运动着。
运动着的天体因互相吸引和互相绕转,而形成天体系统。
天体系统有不同的级别。
月亮和地球构成地月系。
地月系的中心天体是地球,月球围绕地球公转。
地球和其他行星都围绕太阳公转,它们和太阳构成高一级的天体系统。
这个以太阳为中心的天体系统,称为太阳系。
太阳系又是更高一级天体系统——银河系的极微小部分。
银河系中像太阳这样的恒星就有2000多亿颗。
银河系主体部分的直径达7万光年。
在银河系以外,人们又观测到大约10亿个同银河系类似的天体系统,我们把它们叫做河外星系,简称星系。
目前,天文学上把银河系和现在所能观测到的河外星系,合起来叫做总星系。
它是现在所知道的最高一级天体系统,也是目前人们所能观测到的宇宙部分。
至于总星系以外是什么样子,随着科学技术的发展,空间探测手段的进步,人们对宇宙的认识将会不断扩大和深入。
问题和练习
1.宇宙中有哪些不同的天体?
我们平时用肉眼曾看到过哪些不同的天体?
2.把天体系统的层次,用简表形式表示出来。
3.晴天的夜晚,在天空中找出大熊星座、仙后星座、北极星、牛郎星和织女星(参看北半球中纬度九月星空图)。
第二节 太阳和太阳系
一 太阳
太阳概况 在宇宙中,太阳只是一颗普通的恒星。
但是,对地球来说,这颗恒星太重要了。
没有它,地球上的生命就不会存在。
太阳的光和热是人类赖以生存和活动的源泉。
地球上的许多自然现象,都同太阳息息相关。
太阳与地球之间的平均距离约为1.5亿千米。
太阳的半径约为700000千米,是地球半径的109倍多。
太阳的体积约为地球体积的130万倍。
太阳同所有的恒星一样,是由炽热的气体构成的,主要成分为氢和氦。
它的平均密度比地球小得多,是地球平均密度的1/4。
这些炽热的气体,为什么不会向四面八方飞散逃逸呢?
那是因为太阳的质量太大,用它本身强大的引力,把气体给吸引住了。
太阳的质量相当于地球质量的33万多倍。
太阳表面的重力加速度为地球表面重力加速度的28倍。
太阳外部结构 我们能直接观测到的太阳,是太阳的大气层。
它从里到外分为光球、色球和日冕三层:
(一)光球 我们看到的像圆盘一样、明亮发光的太阳表面,叫做“光球”。
它是太阳外部很薄的一层,厚度大约只有500千米,表面温度约为6000K①。
太阳光基本上都从这一层发出。
光球表面有一些黑斑点,叫做太阳“黑子”。
黑子实际上并不黑,只是因为它的温度比光球的表面温度大约低1500度左右,在明亮光球的衬托下,它才显得阴暗一些。
根据长期观察和纪录,发现太阳黑子有的年份多,有的年份少。
我们把黑子最多的年份,叫做太阳活动极大年,最少的年份叫做太阳活动极小年。
前一次活动极大年到再次出现活动极大年的平均周期约为11年。
(二)色球 在光球的外面,有一层呈玫瑰色的太阳大气。
这一层叫做色球层。
它的厚度约几千千米,气体稀薄,所发出的可见光①,不及光球的千分之一。
因此,只有在日全食时(或用特殊望远镜)才被人们看到。
色球的温度自里向外由四、五千度升高到几万度②。
色球层当中,有时会向外猛烈地喷出高达几万千米至几十万千米的红色火焰,这叫日珥。
色球层的某些区域,在短时间内有突然增亮的现象。
这种现象,叫做耀斑,又叫太阳色球爆发。
耀斑的周期也是11年,常随黑子群的增多而增多。
耀斑和黑子都是太阳活动①的主要标志。
耀斑所发出的能量极大,在几分钟的短暂时间内,它能发出相当于100亿颗百万吨级氢弹的能量,把很强的无线电波,大量的紫外线、X射线、γ射线射出,把氢原子分解为高能带电粒子抛出,使它们能逃离太阳表面,并能到达地球。
(三)日冕 在色球层的外面还包围着一层很稀薄的、完全电离的气体层。
这一层叫做日冕。
它从色球层边缘向外延伸到几个太阳半径处,甚至更远。
它的亮度仅为光球的百万分之一,也只有在日全食时或用特制的日冕仪才能看到。
日冕内部的温度高达100万度,日冕离太阳表面较远,受到的引力较小,它的高温使高能带电粒子向外运动。
这种粒子流运动的速度很高,每秒达350千米以上,不断地飞逸到行星际空间,好像是从太阳吹出来的一股“风”,所以叫做“太阳风”。
太阳活动频繁时,太阳风的强度和速度都变大。
太阳活动对地球的影响 当太阳上黑子和耀斑增多时,发出的强烈射电会扰乱地球上空的电离层,使地面的无线电短波通讯受到影响,甚至会出现短暂的中断。
太阳大气抛出的带电粒子流,能使地球磁场受到扰动,产生“磁暴”现象,使磁针剧烈颤动,不能正确指示方向。
地球两极地区的夜空,常会看到淡绿色、红色、粉红色的光带或光弧,这叫做极光。
极光是带电粒子流高速冲进那里的高空大气层,被地球磁场捕获,同稀薄大气相碰撞而产生的。
太阳能量的来源 炽热的太阳,它中心的温度高达1500万度,压力极大,有2.5×1016帕。
在这样高温、高压条件下,产生核聚变反应,即四个氢原子核聚变为一个氦原子核。
在这个核聚变过程中,太阳要损耗一些质量而释放出大量的能。
使太阳发光的就是这种能量。
太阳每秒钟由于核聚变而损耗的质量,大约为400万吨。
按照这样的消耗速度,太阳在50亿年的漫长时间中,只消耗了0.03%的质量。
据估计,太阳的寿命(即稳定时期)可达100亿年,目前它正处于稳定而旺盛的中年时期。
二 太阳系及其成员
太阳系 太阳系是由太阳、行星及其卫星、小行星、彗星、流星体和行星际物质构成的天体系统,太阳是太阳系的中心天体,它的质量占太阳系总质量的99.86%。
太阳系中,其他的天体都在太阳的引力作用下,绕太阳公转。
太阳系的成员 太阳系的成员除了太阳以外,还有以下几类成员:
(一)行星和小行星 行星是在椭圆轨道上环绕太阳运行的、近似球形的天体,并且质量比太阳小得多,本身不发射可见光,它以表面反射太阳光而发亮①。
目前已知太阳系有九大行星。
按照它们同太阳的距离,由近及远,依次为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星。
在以恒星组成的各个星座的天空背景上,行星有明显的相对移动。
我们用肉眼可以看到的行星是:
水星、金星、火星、木星和土星。
另外的三颗行星:
天王星、海王星和冥王星,要用较大的望远镜才能看到。
在火星轨道和木星轨道之间,太阳系还有一个小行星带。
这一带有成千上万颗小行星,像九大行星一样绕太阳公转。
不过,它们的质量都很小。
最大的直径只有1000千米;小的直径还不到1千米。
(二)卫星 卫星是围绕行星运行的天体,质量都不大。
月球是地球的卫星。
太阳系的九大行星,除了水星和金星以外,都有卫星绕转。
根据现在探测所知,九大行星有60多颗卫星。
土星的卫星最多,有20多颗②。
(三)彗星 彗星是在扁长轨道上绕太阳运行的一种质量很小的天体,呈云雾状的独特外貌。
彗星的主要部分是彗核,一般认为它是由冰物质组成的。
当彗星接近太阳的时候,彗核中的冰物质升华而成气体,因而在它的周围形成云雾状的彗发。
彗发中的气体和微尘,被太阳风推斥,在背向太阳的一面形成一条很长的彗尾。
彗尾一般长几千万千米,最长可达几亿千米。
彗星远离太阳时,彗尾就逐渐缩短,直至消失。
彗尾形状像扫帚,所以彗星俗称扫帚星。
人们已发现绕太阳运行的彗星有1600多颗。
著名的哈雷彗星,绕太阳运行一周的时间为76年。
1985年~1986年,在地球上人们曾观察到哈雷彗星的回归。
(四)流星体 流星体是行星际空间的尘粒和固体小块,数量众多。
沿同一轨道绕太阳运行的大群流星体,称为流星群。
闯入地球大气圈的流星体,因同大气摩擦燃烧而产生的光迹,划过长空,叫做流星现象。
未烧尽的流星体降落到地面,叫做陨星。
其中石质陨星叫做陨石;铁质陨星叫做陨铁。
(五)行星际物质 太阳系除了上述的天体以外,广大的行星际空间虽然空空荡荡,但是并非真空,其中分布着极其稀薄的气体和极少量的尘埃。
这些叫做行星际物质。
九大行星的运动特征和结构特征 九大行星绕日公转有共面性、同向性和近圆性的特征。
共面性是指九大行星绕日公转的轨道面,几乎在同一平面上。
我们把地球公转轨道在天球上的投影,叫做黄道。
它的轨道面叫做黄道面。
各大行星的轨道面与黄道面之间的夹角(叫轨道倾角)都很小,只有水星和冥王星的稍大一些,最大也不过17°。
同向性 是指它们公转的方向都与地球的公转方向相同。
近圆性 是指它们的公转轨道同圆相当接近。
大多数行星公转轨道椭圆的偏心率①不超过0.1,只有水星和冥王星较大,分别为0.21和0.25。
九大行星按其质量、大小、化学组成等结构特征,可以分为三类:
第一类是类地行星,即与地球相类似的行星,包括水星、金星、地球和火星。
它们距离太阳近,体积和质量都小,平均密度大,表面温度较高,中心有铁核,金属元素含量高。
卫星很少,或者没有。
水星上没有大气,也没有水。
金星、火星上的大气主要是二氧化碳。
这两颗行星也没有液态水,只在大气中有极少的水汽。
金星是太阳系中唯一逆向自转的大行星,因此,金星上看太阳是西升东落的。
火星的沙漠部分被红色的硅酸盐赤铁矿及其他金属化合物所覆盖,所以显出明亮的橙红色。
第二类是巨行星,包括木星和土星。
它们离太阳比类地行星远,体积和质量都很大,平均密度小,表面温度低,主要是由氢、氦、氖等物质构成。
卫星数目多,并且有光环。
第三类是远日行星,包括天王星、海王星和冥王星。
它们距离太阳远,表面温度最低,都在-200℃以下,平均密度大体上介于前两类之间,表层气体以氢和甲烷(CH4)为主,冥王星有无大气,还不清楚。
远日行星都有卫星。
天王星和海王星有光环。
地球上具有存在生命物质的条件 为什么九大行星中,只有地球上有生物?
这与地球在太阳系中的位置,也就是地球距离太阳的远近,关系十分密切。
就我们目前所知,有生命的物质一定要在像地球这样的环境中才能存在。
首先,它应该具有介乎0℃~100℃之间的温度,这是水能在液体状态下存在的温度范围。
如果地球距离太阳太近,温度过高,则由于热扰动太强,原子根本不能结合在一起,因而决不会形成分子,更不用说复杂的生命物质了。
相反,如果地表太冷,分子将牢牢地聚集在一起,只能以固态和晶体存在,生物也无法生存。
其次,这颗行星必须有适于生物呼吸的大气。
如果这颗行星的体积和质量太小,引力太弱,它的各种气体将会逃逸到太空,就不存在大气层了。
地球具有适当的体积和质量,其引力可以把地球上各种气体吸住,形成大气层。
同时,地球大气经过了漫长的演化过程,基本上形成了现代适合于生物呼吸所需的大气。
有的行星表层虽有大气,但缺少生物呼吸需要的氧气。
尽管在太阳系的其他行星上,至今没有找到生物,也没有发现适合生命生存的环境。
但是,在太阳系所在的银河系中,据科学家推算,其中可能有的恒星拥有适合生物生存条件的行星。
问题和练习
1.太阳黑子、耀斑、太阳风各出现在太阳大气的哪一层?
它们对地球有什么影响?
2.在宇宙中,为什么太阳这颗恒星对地球特别重要?
3.太阳巨大的能量是怎样产生的?
4.根据太阳系模式图,说明九大行星绕日公转有哪些特征?
金星、木星、海王星各属于哪一类行星?
各有什么特征?
5.为什么地球是太阳系中唯一有生命物质的天体?
附录:
第三节 月球和地月系
月球概况 同地球相比,月球小得多。
月球的直径约为地球直径的1/4;月球的体积为地球体积的1/49;月球的表面面积约为地球表面面积的1/14,比亚洲的面积还小一点;月球的质量约等于地球质量的1/81;月球的表面重力加速度很小,只相当于地球表面重力加速度的1/6。
所以,登上月球的宇航员,穿着沉重的宇航服,拿着探测仪器,在月面行走还是轻飘飘的。
由于月球引力小,保留不住大气,声音也无法传播,所以月球上是一个寂静无声、死气沉沉的世界。
月球上既然没有大气层,当然就没有水汽,没有风、云、雨、雪等天气变化;昼夜温度差别很大,白天在阳光直射的地方,温度可达127℃,夜晚则降到-183℃。
月球上没有空气,没有任何形态的水,因此也就没有生命的存在。
我们肉眼看到的月球正面的明亮部分,是月面上的山脉、高原。
月球上最高的山峰高达9000米,比地球上的珠穆朗玛峰还高;月球上暗黑的部分,是广阔的平原和低地。
过去人们误以为这些暗黑部分是海洋,把它们取名为“风暴洋”、“静海”,等等。
实际上那里是月球早期火山爆发,喷出的大量岩浆所形成的熔岩平原。
月面最显著的特征是坑穴星罗棋布,直径大于1000米的环形山(也称“月坑”),在月球正面就有33000多个。
这些环形山大体上都是宇宙物体冲击月面和火山活动的产物。
登月考察了解到月面布满着一层厚度不等的月尘和岩屑。
从“阿波罗”11号登月以来,先后几次采集到几百千克的各种月球岩石样品,经过分析,月岩中已发现近60种矿物,其中有6种是地球上尚未发现的。
在月岩和月壤中发现有地球上的全部化学元素,并发现多种有机化合物,但没有发现存在生物物质的迹象。
月球的年龄,同地球一样,也是46亿年。
地月系 地球只有一个卫星,那就是月球。
由于地球的质量比月球大得多,地球与月球相互吸引的结果,使得月球不停地围绕地球公转,在宇宙中形成一个很小的天体系统——地月系。
月球距离地球平均约为384400千米,它是宇宙中距地球最近的一个星球,也是迄今在地球以外人类所登临的第一个星球。
1969年7月,美国“阿波罗”11号宇宙飞船首次运送宇航员降落到月面上,从地面发射到月面登陆,只用了四天多的时间。
月球绕地球公转一周的时间为27.32日,月球自转一周的时间也是27.32日;运转的方向,与公转相同,都是自西向东。
月相 在地球上看月亮,有时全部黑暗,这叫新月(朔);有时像镰刀,这叫蛾眉月;有时作半圆,这叫弦月;有时呈大半圆,这叫凸月;有时如一轮明镜,银光四射,这叫满月(望)。
月球圆缺(盈亏)的各种形状,叫做月相。
月球同地球一样,自己不发光,全靠反射太阳光而发亮。
迎着太阳的半个球是亮的,背着太阳的半个球是暗的。
由于日、地、月三者的相对位置,随着月球绕地球向东运行而变化,就形成了新月—上弦月—满月—下弦月—新月的月相周期性更迭。
月相变化的周期为29.53日。
月球对地球的意义 月球与地球形影相随,关系密切。
月球对地球的影响,主要有以下几方面:
1.地球上夜晚的自然照明,主要靠月亮。
2.远在古代,人们就根据月相变化的周期,编订历法。
我国农历月份的安排,是以月相变化周期为标准的。
农历规定朔为初一,这样,望就在十五日或十六日。
我国人民的传统节日,像春节、中秋节就是按农历的月日计算安排的。
3.由于地球表面各处所受月球和太阳引力的不同,地球上的水体产生了明显的潮汐现象①。
4.月球是人类星际航行的第一站。
已知月球表面有多种宝贵矿藏;重力较小;没有大气层,利用太阳能的条件较好。
如何利用月球的特殊环境,开发月球的资源,以及如何利用月球作“码头”,使人类更好地研究宇宙,这将是月地关系的新篇章。
问题和练习
1.夜晚连续观察月相的变化,记下新月、上弦月、满月、下弦月在农历的日期。
2.月球表面的自然条件,为什么使生物无法生存?
3.月球跟我们人类有些什么关系?
第四节 地球的运动
宇宙中所有天体,都按一定系统,有规律地运动,运动的形式多种多样。
地球除了自身内部的物质运动外,它的绕轴自转运动和绕日公转运动非常重要,与人类的关系也最为密切。
一 地球的自转
自转方向和自转周期 地球自西向东绕地轴在不停地旋转着,这是地球的自转。
地球的自转轴叫地轴。
地球自转的方向是自西向东。
地球自转一周360°,所需的时间是23时56分4秒。
这叫做一个恒星日,即天空某一恒星连续两次经过上中天①的时间间隔。
这是地球自转的真正周期。
一天24小时,是太阳连续两次经过上中天的时间间隔,叫做一个太阳日。
由于地球在自转的同时还在绕日公转,一个太阳日,地球要自转360°59′,比恒星日多出59′,所以时间上比恒星日多3分56秒。
当地球位于E1时,太阳(S)、某恒星(☆)、地心、某地点(P)位于同一直线。
当地球位于E2时,地球已自转360°,P又位于同一恒星和地心的连线上。
从E1到E2为恒星日。
当地球位于E3时,地球已自转360°59′,P又位于太阳(S)与地心的连线上。
自E1到E3为太阳日。
自转速度 地球自转的角速度大约是每小时15°,每4分钟1°。
地球表面除南北两极点外,任何地点的自转角速度都一样。
地球自转的线速度,则因各地纬度的不同而有差异。
这是因为纬线圈的周长自赤道向两极逐渐减小。
赤道处纬线圈最长,自转线速度最快,每小时旋转1670千米;到了南北纬60°,纬线圈周长缩短,地球自转线速度约减小为赤道处的一半。
到了南北极点,则既无线速度,也无角速度。
地球自转的地理意义 由于地球自转而产生的自然现象是多方面的,最显著的地理意义是:
(一)地球自转产生了昼夜更替现象。
由于地球是一个不发光、也不透明的球体,所以在同一时间里,太阳只能照亮地球表面的一半。
向着太阳的半球,是白天;背着太阳的半球,是黑夜。
昼半球和夜半球的分界线(圈),叫做晨昏线(圈)。
由于地球不停地自转,昼夜也就不断地交替。
昼夜交替的周期不长,就是上述的太阳日。
这就使得地面白昼增温不至于过分炎热,黑夜冷却不至于过分寒冷,从而保证了地球上生命有机体的生存和发展。
(二)由于地球自转,地球上不同经度的地方,有不同的地方时;经度每隔15°,地方时相差一小时。
(三)物体水平运动的方向产生偏向。
地球上水平运动的物体,无论朝着哪个方向运动,都发生偏向,在北半球向右偏,在南半球向左偏。
这些现象都是地球自转的结果,也是地球自转的有力证据。
为什么水平运动的物体会发生偏向?
因为任何物体在运动时候都有惯性,总是力图保持原来的方向和速度。
如上图所示,在北半球,质点向北沿经线取A1B1方向作水平运动,经过一定时间后,经线L1转至L2的位置。
沿经线方向运动的质点,由于惯性,必然保持原来的方向和速度,取A2B2的方向前进。
这时,在L2位置上的人看来,运动质点已经离经线方向而向右偏了。
同样道理,沿纬线方向运动的质点也向右偏,图上C1D1则取C2D2方向前进。
南半球则向左偏。
只有在赤道上,水平运动没有右偏或左偏的现象,因为那里的经线是互相平行的。
由于地球的自转,大气中的气流、大洋中的洋流都产生偏向。
这对地表热量与水分的输送交换,对全球热量与水量的平衡,都有着巨大的影响。
(四)对地球形状的影响。
地球自转所产生的惯性离心力,使得地球由两极向赤道逐渐膨胀,成为目前略扁的旋转椭球体的形状。
这个椭球体的半长轴,即地球赤道半径为6378.1千米;半短轴,即地球的极半径为6356.8千米,赤道半径比极半径约长21千米。
扁率约为1/298①。
近年来,根据人造地球卫星观测的结果表明,赤道类似椭圆,而不是正圆,所以地球的形状,也可认为是一个“三轴椭球体”。
但是,这些差值同地球平均半径相比都很小,所以从太空中看,地球仍是一个圆球体。
二 地球的公转
公转的轨道和周期 地球绕太阳的运动,叫做公转。
地球公转的路线叫做公转轨道。
它是近似正圆的椭圆轨道。
太阳位于椭圆的两焦点之一。
每年1月初,地球离太阳最近,这个位置叫做近日点;7月初,地球距离太阳最远,这个位置叫做远日点①。
地球公转的方向与自转的方向相同,也是自西向东。
地球绕日运动的轨道长度是94000万千米,公转一周所需的时间为一年;天文上通常所说的年是365日5时48分46秒,这是一个回归年。
地球绕日一年转360°,大致每日向东推进1°。
这是地球公转的平均角速度。
地球公转的线速度平均每秒钟约为30千米。
在近日点时公转速度较快,在远日点时较慢。
黄赤交角及其影响 地球一边公转,一边自转。
有公转,就有轨道平面,即黄道平面。
有自转,就有赤道平面。
在黄道平面同赤道平面之间有一个交角,叫做黄赤交角。
目前的黄赤交角是23°26′①。
地轴同轨道平面斜交的角度为90°-23°26′=66°34′,并且地轴在宇宙空间的方向不因季节而变化。
因此,在地球绕日公转过程中,太阳有时直射在北半球,有时直射在南半球,有时直射在赤道上。
太阳直射的范围最北是北纬23°26′,最南是南纬23°26′。
当太阳直射在北纬23°26′时,是夏至日②(6月22日前后)。
以后,太阳直射点南移。
到了秋分月(9月23日前后),太阳直射在赤道上。
太阳直射在南纬23°26′这一天是冬至日(12月22日前后)。
以后,太阳直射点北返,当太阳再次直射在赤道的这一天,是春分日(3月21日前后)。
夏至日太阳又直射到北纬23°26′。
这样,地球以一年为