第一节 地球的自转和公转

地球自转的同时也在围绕太阳公转。过地心并与地轴垂直的平面称为赤道平面，地球公转轨道平面称为黄道平面。赤道平面与黄道平面之间存在一个交角，叫作黄赤交角（图1.5）。目前的黄赤交角是23°26′。 脚注：黄赤交角并不是固定不变的。从1984年起，天文学上用的黄赤交角的数值为23°26′21″。 地球在公转过程中，地轴的空间指向和黄赤交角的大小，在一定时期内可以看作是不变的。由于黄赤交角的存在，地球在公转轨道上的位置不同，地表接受太阳垂直照射的点（简称太阳直射点）是有变化的（图1.6）。太阳直射的范围，最北到达北纬23°26′，最南到达南纬23°26′。 北半球夏至日（6月22日前后），太阳直射北纬23°26′。之后，太阳直射点逐渐南移，到了秋分日（9月23日前后），太阳直射赤道，至冬至日（12月22日前后），太阳直射南纬23°26′。之后，太阳直射点逐渐北返，春分日（3月21日前后），太阳直射赤道，到了夏至日，太阳再次直射北纬23°26′。 太阳直射点在南、北纬23°26′之间的往返运动，称为太阳直射点的回归运动。北纬23°26′称为北回归线，南纬23°26′称为南回归线。太阳直射点回归运动的周期就是一个回归年。 活动：绘制太阳直射点回归运动示意图 按如下步骤画示意图，表示太阳直射点的移动轨迹。 1.在图上绘制三条平行且等距的直线，分别表示赤道、北回归线和南回归线。 2.在三条直线的适当位置标注四个点，分别代表北半球二分二至日太阳的直射点。 3.结合课文关于太阳直射点回归运动的描述，画一条曲线表示太阳直射点的移动轨迹。 下载PDF

地球绕太阳的运动，叫作地球的公转。同地球自转方向一致，地球公转的方向也是自西向东。地球公转一周的时间是1年。如果以太阳作为参照物，1年的时间长度为365日5时48分46秒，称为回归年。如果以其他恒星作为参照物，1年的时间长度为365日6时9分10秒，称为恒星年，这是地球公转的真正周期。 地球公转的轨迹叫作公转轨道，它是近似正圆的椭圆轨道，太阳位于椭圆的一个焦点上。每年的1月初，地球距离太阳最近，这个位置叫近日点；每年的7月初，地球距离太阳最远，这个位置叫远日点。随着地球的公转，日地距离不断地发生细微的变化，地球公转的速度也随之发生变化（图1.4）。 下载PDF

在茫茫宇宙中，地球与其他星球一样，都处在不断的运动之中。 地球绕其自转轴的旋转运动，叫作地球的自转（图1.2）。地球的自转轴叫作地轴，它的北端始终指向北极星附近。在地球上的人们感觉不到地球的自转，在北半球观察，恒星似乎围绕北极星附近的某点（地轴北端指向的星空位置）做圆周运动。北半球纬度越高，北极星相对地平线的高度越高。 地球自西向东自转，自转一周的时间是1日。选定的参照物不同，1日的时间长度略有差别，名称也不同。如果以太阳为参照物，则1日的时间长度为24时，称为太阳日。如果以遥远的恒星为参照物，则1日的时间长度为23时56分4秒，称为恒星日。恒星日是地球自转的真正周期。 地球自转的速度可以用角速度和线速度来描述（图1.3）。根据自转周期，可以算出地球自转角速度约为15°每时。地球表面除南北两极点外，任何地点的自转角速度都相等。由于不同纬度的纬线圈长度不同，所以，不同纬度地区的自转线速度有差异。 思考：1. 地球自转线速度由赤道至两极有什么变化规律？ 2. 南北两极点的角速度和线速度分别是多少？ 下载PDF

2011年11月一个晴朗无月的夜晚，在中国科学院国家天文台兴隆观测站，拍摄团队将相机对准北极星附近的星空并固定好，通过长达6小时的曝光，得到一张绚丽的星轨照片（图1.1）。为什么这些恒星在天空中看起来都围绕北极星附近做圆周运动？北极星相对地平线的高度与拍摄地点的纬度有什么关系？ 下载PDF