地球运动.ppt

*预备知识天球的基本概念所谓天球,是指以地球质心O为中心,半径r为任意长度的一个假想的球体。在天文学中,通常均把天体投影到天球的球面上,并利用球面坐标来表达或研究天体的位置及天体之间的关系。建立球面坐标系统,如图2-、线、面和园*图2-1天球的概念*天轴与天极地球自转轴的延伸直线为天轴,天轴与天球的交点PN和PS称为天极,其中PN称为北天极,PS为南天极。天球赤道面与天球赤道通过地球质心O与天轴垂直的平面称为天球赤道面。天球赤道面与地球赤道面相重合。该赤道面与天球相交的大圆称为天球赤道。天球子午面与子午圈含天轴并通过任一点的平面,。*时圈通过天轴的平面与天球相交的大圆均称为时圈。黄道地球公转的轨道面(黄道面)与天球相交的大园称为黄道。黄道面与赤道面的夹角称为黄赤交角,。黄极通过天球中心,且垂直于黄道面的直线与天球的交点,称为黄极。其中靠近北天极的交点称为北黄极,靠近南天极的交点称为南黄极。*春分点与秋分点黄道与赤道的两个交点称为春分点和秋分点。视太阳在黄道上从南半球向北半球运动时,黄道与天球赤道的交点称为春分点,用γ表示。在天文学中和研究卫星运动时,春分点和天球赤道面,是建立参考系的重要基准点和基准面赤经与赤纬地球的中心至天体的连线与天球赤道面的夹角称为赤纬,春分点的天球子午面与过天体的天球子午面的夹角为赤经。*地球的公转:开普勒三大运动定律:—运动的轨迹是椭圆,太阳位于其椭圆的一个焦点上;—在单位时间内扫过的面积相等;—运动的周期的平方与轨道的长半轴的立方的比为常数。*地球的自转的特征:(1)地轴方向相对于空间的变化(岁差和章动)地球自转轴在空间的变化,是日月引力的共同结果。假设月球的引力及其运行轨道是固定不变的,由于日、月等天体的影响,地球的旋转轴在空间围绕黄极发生缓慢旋转,类似于旋转陀螺,形成一个倒圆锥体(见下图),其锥角等于黄赤交角ε=″,旋转周期为26000年,这种运动称为岁差,是地轴方向相对于空间的长周期运动。″**月球绕地球旋转的轨道称为白道,月球运行的轨道与月的之间距离是不断变化的,使得月球引力产生的大小和方向不断变化,从而导致北天极在天球上绕黄极旋转的轨道不是平滑的小园,而是类似园的波浪曲线运动,,″的短周期运动。这种现象称为章动。考虑岁差和章动的共同影响:真旋转轴、瞬时真天极、真天球赤道、瞬时真春分点。考虑岁差的影响:瞬时平天极、瞬时平天球赤道、瞬时平春分点。*(2)地轴相对于地球本身相对位置变化(极移)地球自转轴存在相对于地球体自身内部结构的相对位置变化,从而导致极点在地球表面上的位置随时间而变化,这种现象称为极移。某一观测瞬间地球极所在的位置称为瞬时极,某段时间内地极的平均位置称为平极。地球极点的变化,导致地面点的纬度发生变化。天文联合会(IAU)和大地测量与地球物理联合会(IUGG)建议采用国际上5个纬度服务(ILS)站以1900~1905年的平均纬度所确定的平极作为基准点,通常称为国际协议原点CIO(ConventionalInternationalOrigin)