地球自转角速度
地球自转角速度(rotational angular velocity of the earths )是指地球本体绕通过其质心的旋转轴自西向东旋转的单位时间内绕过的角度,一般用ω表示。
基本信息
- 中文名
地球自转角速度
- 外文名
rotational angular velocity of the earths
- 符号
ω
- 公式
ω=ψ/t
- 特征
水平方向南北两极点无角速度
- 大小
平均角速度为15°/小时
基本信息
地球自转角速度定义为地球在单位时间内自转的角度。角速度在极点为零,地球上每一点都在24小时自转相同的角度360°,所以除极点外,任何地方的角速度都一样。
角速度公式
地球自转角速度=地球自转一周转过的角度/所需时间=360°/23小时56分4秒≈15°/小时。地球自转的平均角速度为7.292x10-5rad/s。即ω=ψ/t,ψ为转过角度,t为时间。
特征
自转是地球的一种重要运动形式,地球自转的平均角速度为7.292x10-5rad/s,在赤道上的自转线速度为465m/s。20世纪初人们发现地球自转速度是不均匀的,存在着以下3种变化:
1、长期减慢:这种变化使日的长度在一个世纪内大约增长1~2亳秒,使以地球自转周期为基准所计量的时间在2000年来累计慢了2个多小时。科学家发现在37000年以前的泥盆纪中期地球上一年大约为400天。引起地球自转长期减慢的原因主要是潮汐摩擦。
2、周期性变化:20世纪50年代从天文测时的分析发现,地球自转速度有季节性的周期变化,春天变慢,秋天变快,此外还有半年周期的变化。周年变化的振幅约为20~25亳秒,主要是由风的季节性变化引起的。
3、不规则变化:地球自转还存在着时快时慢的不规则变化。其原因尚待进一步分析研究。
变化依据
天文学上的依据
1、长期变化:1755年,德国科学家康德在提出星云说的同时,提出了潮汐会延缓地球自转速度的观点。在我国、古代巴比伦、古希腊等在二千五百年前就有关于日全食的记录。发现月球的平均运动每年约有10”的加速度,后来发现太阳视运动也有相应的加速现象。根据日全食发生的规律,可精确地推算出几千年前每次日全食的地点和推算出的地点相比向西偏移了很大距离。这表明,二千五百年来,地球自转速度有相当的延缓。昼夜延长每百年达0.0024s,而上一世纪记录到昼夜延长为0.0016S。
2、不规则变化:十七世纪以后,随着工商业的发展,航海事业跟着发达起来,船舶在海祥中靠观测月亮定位,需要预先计算月亮的精确位置,编制出月亮历表。没有多久,发现月亮历表所给出的位置与实际有偏差,感到月亮“行动诡秘”。经过长期探索,发现作为计算基础的均匀时间,与地球自转的实际情况并不一致。至上世纪三十年代末,发现了行星位置和月亮位置的偏差变化完全与其轨道运动的角速度成比例。这才最终找到了月亮历表不准确的真正原因是地球自转不稳定所致。
3、季节性变化:
1935年,利用石英钟发现地球自转角速度的周期变化。按石英钟和摆钟所给资料,一般以三月份为最慢,八月份最快。年内昼夜长短变化,一年内达0.0025S。季节性的月长变化约为0.64s,相对变化串约70 X 101
变化原因
地球自转角速度变化原因分为内因两个方面。