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①地球轨道偏心率指轨道偏离正圆的程度,约10万年(100ka)为周期在0.005-0.06之间变化。
目前地球轨道偏心率为0.0167,偏心率越大,季节长短的差异越大。
②地轴倾角为黄道面和赤道面的交角。
黄赤交角约以4万年(40ka)为周期在22.1°
-24.5°
之间变化。
目前黄赤交角为23°
27′。
黄赤交角越大,季节差异越大,即冬季更冷夏季更热。
(如北半球温带地区,冬季太阳直射在30°
S,你说冬天是不是更冷)因此,在黄赤交角较小时,夏季相对较凉,有利于出现冰期。
③由于月球和太阳对地球赤道鼓起部分的吸引,地球自转轴的方向会环绕与黄道面的垂直轴作缓慢的进动,在空间上描绘出一个圆锥面,地球绕完一圈约需26000年,这种现象叫岁差。
目前地轴指向北极星。
进动与地球沿椭圆形轨道的公转一起决定了近日点的时间,从而决定了地球最靠近太阳时地轴的指向。
近日点时间的变化,即岁差的实际周期约2万年(有19ka和23ka两个周期),比进动本身的周期略短。
它可使一半球的季节差异增大,另一半球的季节差异缩小。
目前近日点在1月,1月份全球的日射率稍大于7月,故北半球冬季稍暖,夏季稍凉,而南半球冬季更冷,夏季更暖。
(见下图A)。
而1.2万年后,地轴指向织女星,近日点在7月份,则情况相反(见下图C)。
【看近日点所在时间的变化规律:
冬至→春分→夏至→秋分→冬至→春分…】
【上一图中也体现出:
春分点沿黄道不断西移,约26000年为一个周期】
【由于其他大行星(主要是木星)的摄动影响,地球公转轨道的近日点也有进动现象,周期约为21000年,每年约1.03'
,也就是说每58年地球推迟一天到达近日点,比如公元1250年地球到达近日点的时间在冬至附近,而目前则是每年1月3日或4日到达近日点。
从长期来看,地球近日点的进动虽然微小,但也是造成地球气候冷暖变化的重要因素之一。
南斯拉夫天文学家米兰科维奇(Milankovich)于1930年提出地质时期气候变化与地轴倾斜度的变化、地球轨道偏心率的变化和近日点的位置变化有关。
】
关于岁差
简单的说,旋转的地球就像旋转的陀螺一样,自转轴不是绝对稳定的,现在北极指向北极星,不代表永远会指向北极星。
这种自转轴变化的运动就是岁差运动,岁差运动是循环进行的,也就是说把北极所指向的位置在天空中画,将是一个圆形。
但事实上,这种变化非常小,因为岁差运动的一个周期长达25765年(称为大柏拉图年),每71.6年才在这个圆的圆周上移动一度。
岁差:
(岁就是年的意思,意即“岁岁微差”)就是恒星年与回归年的时间之差(20分24秒),天文学界命名为“岁差。
恒星年是地球公转的真正周期,在一个恒星年期间,地球中心从天空中的某一点出发,环绕太阳一周,然后又回到了此点。
这样,地球公转360°
所需时间约为365日6时9分10秒。
恒星年与回归年的区别是,恒星年是以天球上固定的点(如遥远的恒星)为参照物的运动周期。
回归年是太阳中心在黄道上连续两次经过春分点(或秋分点、冬至点或夏至点)的时间间隔。
即太阳连续两次直射于北回归线(或南回归线)的时间间隔。
因此,回归年又称“太阳年”。
其周期约为365日5时48分46秒。
全球各地的昼夜长短和正午太阳高度的季节变化、阳历和阴历的历年安排、二十四节气的划分,均以回归年为周期。
回归年稍短于恒星年约20分24秒。
为什么回归年稍短于恒星年呢?
主要原因是:
春分点沿黄道后退(西移)所造成的。
通俗的说;
就是二分二至点比真正的公转周期提前了20分24秒。
两千一百五十多年前后,古希腊天文学家喜帕恰斯在编制一本包含1022颗恒星的星表时,把他测出的星位与150多年前阿里斯提留斯和提莫恰里斯测定的星位进行比较,发现恒星的黄经有较显著的改变,所有恒星的黄经都增加约1°
5。
喜帕恰斯认为,这是春分点沿黄道后退所造成的,并推算出春分点每100年西移1°
。
这是岁差现象的最早发现。
为什么春分点会沿黄道西移呢?
一种说法是:
地球自转轴的指向不是一成不变的。
在日月引力的作用下,自转轴绕着通过地心且垂直于黄道面的轴线(从北半球看)在顺时针连续地运动着。
自转轴与垂直于黄道的轴线成约23.5度的夹角。
于是在天球上画出了一个小圆锥面,且在天球与地心间描绘出一个倒立的圆锥体。
这种地球自转轴自东向西的运动,就使黄道面与赤道面在地球面上的交点(即二分点)不断西移。
注意这每一年20分24秒的差,大约经过25800年,累积的量就相当于一年,所以在经过25800年之后,自转轴对应在轨道上的位置又回到它的开始点。
旋转一周大约需要25800年(有说25770年的、25960年的不等)。
也就是说现在的地轴向北是指向北极星(勾陈一,小熊座a)附近,公元前3000年北极星曾是右枢(天龙座a),而在14000年后地轴将向北指向织女星附近,织女星(天琴座a)将成为北极星,那时的北极星将是众望所归的头等的“明星”。
(见下图)25800年以后的情形又恢复现在的样子。
目前南天没有南极星,因为南天附近没有亮星,然而到14000年后,老人星(船底座a)将成为明亮的南极星。
26000年间天球北极在恒星间的移动
【上图感觉好像是从下往上看的,否则蓝色箭头的方向就应和下一幅图中的白圈儿的一致啊】
【下面两幅图中各自的白圈儿和篮圈儿描绘的是同一个圈儿】
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