地軸有小幅週期性變動,但不會赤道變南北極
地軸的進動同地球的自轉、地球的形狀、黃赤交角的存在以及月球繞地球公轉軌道的特徵,有著密切的聯絡.
地軸的進動類似於陀螺的旋轉軸環繞鉛垂線的擺動.當急轉的陀螺傾斜時,旋轉軸就繞著與地面垂直的軸線,畫圓錐面,陀螺軸發生緩慢的晃動.這是因為地球引力有使它傾倒的趨勢,而陀螺本身旋轉運動的慣性作用,又使它維持不倒,於是便在引力作用下發生緩慢的晃動.這就是陀螺的進動.
地球的自轉,就好像是一個不停地旋轉著的龐大無比的大“陀螺”,由於慣性作用,地球始終在不停地自轉著.地球自身的形狀類似於一個橢球體,赤道部分是凸出的,即有一個赤道隆起帶.同時,由於黃赤交角的存在,太陽中心與地球中心的連線,不是經常透過赤道隆起帶的.所以,太陽對地球的吸引力,尤其是對於赤道隆起帶的吸引力,是不平衡的.另外,月球繞地球公轉的軌道平面,與黃道面和天赤道面都不重合,與黃道面呈5°9′的夾角,也就是說,地球中心與月球中心的連線,也不是經常透過赤道隆起帶.所以,月球對地球的吸引力,尤其是對赤道隆起帶的吸引力,也是不平衡的.據萬有引力定律,F1＞F2.
日月的這種不平衡吸引力,力圖使赤道面與地球軌道面相重合,達到平衡狀態.但是,地球自轉的慣性作用,使其維持這種傾斜狀態.於是,地球就在月球和太陽的不平衡的吸引力共同作用下產生了擺動,這種擺動表現為地軸以黃軸為軸做週期性的圓錐運動,圓錐的半徑為23°26′,即等於黃赤交角.地軸的這種運動,稱為地軸進動.地軸進動方向為自東向西,即同地球自轉和公轉方向相反,而陀螺的進動方向與自轉方向是一致的.
這是因為陀螺有“傾倒”的趨勢,而地軸有“直立”的趨勢.
地軸進動的速度非常緩慢,每年進動50〃.29,進動的週期是25800年.
由於地軸的進動,造成地球赤道面在空間的傾斜方向發生了改變,引起天赤道相應的變化,致使天赤道與黃道的交點——春分點和秋分點,在黃道上相應地移動.移動的方向是自東向西的,即與地球公轉方向相反,每年移動的角度為50〃.29.因此,年的長度,以春分點為參考點週期單位要比以恆定不動的恆星為參考點的週期單位略短,這就是產生歲差的原因.
由於地軸的進動,造成地球的南北兩極的空間指向發生改變,使天極以25800年為週期繞黃極運動.所以,天北極和天南極在天球上的位置也是在緩慢地移動著.北極星在公元前3000年曾是天龍座α星,目前的北極星在小熊座α星附近,到了公元7000年,移到仙王座α星附近,到公元14000年,織女星將成為北極星.
由於地軸進動造成天極和春分點在天球上的移動,以其為依據而建立起來的天球座標系也必然相應地變化.對赤道座標系來說,恆星的赤經和赤緯要發生變化,對黃道座標系來說,恆星的黃經要發生改變.但是,地軸的進動不改變黃赤交角,即地軸在進動時,地軸與地球軌道面的夾角始終是66°34′.
在這裡還要說明一下,由於地軸進動而造成的天極、春分點的移動角度相對來講是很微小的,在較長的時間裡不會有很大的移動.所以,我們仍然可以說天極和春分點在天球上的位置不變,恆星的赤經、赤緯和黃經也可以粗略地認為是不變的,以此為依據而建立的星表、星圖仍是可以長期使用的
地軸有小幅週期性變動,但不會赤道變南北極
地軸的進動同地球的自轉、地球的形狀、黃赤交角的存在以及月球繞地球公轉軌道的特徵,有著密切的聯絡.
地軸的進動類似於陀螺的旋轉軸環繞鉛垂線的擺動.當急轉的陀螺傾斜時,旋轉軸就繞著與地面垂直的軸線,畫圓錐面,陀螺軸發生緩慢的晃動.這是因為地球引力有使它傾倒的趨勢,而陀螺本身旋轉運動的慣性作用,又使它維持不倒,於是便在引力作用下發生緩慢的晃動.這就是陀螺的進動.
地球的自轉,就好像是一個不停地旋轉著的龐大無比的大“陀螺”,由於慣性作用,地球始終在不停地自轉著.地球自身的形狀類似於一個橢球體,赤道部分是凸出的,即有一個赤道隆起帶.同時,由於黃赤交角的存在,太陽中心與地球中心的連線,不是經常透過赤道隆起帶的.所以,太陽對地球的吸引力,尤其是對於赤道隆起帶的吸引力,是不平衡的.另外,月球繞地球公轉的軌道平面,與黃道面和天赤道面都不重合,與黃道面呈5°9′的夾角,也就是說,地球中心與月球中心的連線,也不是經常透過赤道隆起帶.所以,月球對地球的吸引力,尤其是對赤道隆起帶的吸引力,也是不平衡的.據萬有引力定律,F1＞F2.
日月的這種不平衡吸引力,力圖使赤道面與地球軌道面相重合,達到平衡狀態.但是,地球自轉的慣性作用,使其維持這種傾斜狀態.於是,地球就在月球和太陽的不平衡的吸引力共同作用下產生了擺動,這種擺動表現為地軸以黃軸為軸做週期性的圓錐運動,圓錐的半徑為23°26′,即等於黃赤交角.地軸的這種運動,稱為地軸進動.地軸進動方向為自東向西,即同地球自轉和公轉方向相反,而陀螺的進動方向與自轉方向是一致的.
這是因為陀螺有“傾倒”的趨勢,而地軸有“直立”的趨勢.
地軸進動的速度非常緩慢,每年進動50〃.29,進動的週期是25800年.
由於地軸的進動,造成地球赤道面在空間的傾斜方向發生了改變,引起天赤道相應的變化,致使天赤道與黃道的交點——春分點和秋分點,在黃道上相應地移動.移動的方向是自東向西的,即與地球公轉方向相反,每年移動的角度為50〃.29.因此,年的長度,以春分點為參考點週期單位要比以恆定不動的恆星為參考點的週期單位略短,這就是產生歲差的原因.
由於地軸的進動,造成地球的南北兩極的空間指向發生改變,使天極以25800年為週期繞黃極運動.所以,天北極和天南極在天球上的位置也是在緩慢地移動著.北極星在公元前3000年曾是天龍座α星,目前的北極星在小熊座α星附近,到了公元7000年,移到仙王座α星附近,到公元14000年,織女星將成為北極星.
由於地軸進動造成天極和春分點在天球上的移動,以其為依據而建立起來的天球座標系也必然相應地變化.對赤道座標系來說,恆星的赤經和赤緯要發生變化,對黃道座標系來說,恆星的黃經要發生改變.但是,地軸的進動不改變黃赤交角,即地軸在進動時,地軸與地球軌道面的夾角始終是66°34′.
在這裡還要說明一下,由於地軸進動而造成的天極、春分點的移動角度相對來講是很微小的,在較長的時間裡不會有很大的移動.所以,我們仍然可以說天極和春分點在天球上的位置不變,恆星的赤經、赤緯和黃經也可以粗略地認為是不變的,以此為依據而建立的星表、星圖仍是可以長期使用的