地球的自转和公转：时空小知识

地球的运动由地球的自转和公转两个运动的合运动共同组成，地球绕自转轴进行转动叫自转，地球自转轴的空间位置基本上是稳定的，它的北端始终指向北极星附近。地球自转方向是由西向东，从北极上空看，地球作逆时针旋转；从南极上空看，地球作顺时针旋转。地球自转一周360度，所用时间为23小时56分4秒，这叫一个恒星日。由此可知，地球自转的角速度约为每小时15度，因为地球上任何一个地方的角速度都相等（除极点外，极点为零）。但线速率不同，线速率等于角速度乘以半径，地球上各处的纬度不同，则线速率不同，纬度越低则线率越大。例如，赤道上半径最大，则速率最大，用赤道半径6400千米乘以角速度则得到赤道上每点的线速率为每天8万里，所以也就有了“坐地日行八万里”的说法，即在赤道上坐着不动，一天也能随着地球在空间走完八万里。但是，纬度变高后，线速率则变小，到了两极，线速率为零。

地球自转还造成了地球上昼夜的变化，对着太阳的一面就是白天，背着太阳的一面就是黑夜。而地球的公转则形成了四季的变化。

由于地球不发光也不透明，在同一个时间里，太阳只能照亮地球表面的一半，向着太阳的一半是白天，另一半是黑夜，昼半球和夜半球的分界线叫晨昏线。

地球除绕自转轴自转以外，还带着它的卫星（月亮）一起围绕太阳旋转，这是地球的公转。公转轨道近似正圆的椭圆轨道，太阳位于一个焦点上任一瞬间，地球各地所处的昼夜状态可用太阳高度来表示，太阳高度是“太阳高度角”的简称，表明太阳光线对当地地平面的倾角。在昼半球上，各地太阳高度总是大于90度，即太阳在地平线之上；在夜半球上，各地太阳高度总小于90度，即太阳位于地平线之下，昼夜交替的周期或太阳高度日变化周期为24小时，这叫一个太阳日。

由于地球由西向东自转，则在同一纬度区，相对偏东的地点比相对偏西的位置先看到日出，经度不同，每隔15度地方时相差1小时。由于地方时很不方便，1884年，全世界按统一标准划分时区，实行分区计时办法，全球共分24个时区，各时区都以中央经线的地方时为本区的区时，相邻两个时区相差1小时，中国领土跨五个时区，为了统一，全国统一采用北京所在的东8区（即东经120度）为北京时间。

太阳直射点的移动，使地球表面接收到的太阳辐射能量，因时因地而变化，这种变化可以通过昼夜长短和正午太阳高度的变化来体现。昼夜长短反映日照时间的长短，正午太阳高度是一日内最大的太阳高度，反映了太阳辐射的强弱，二者结合起来可以定性地表达某地某时太阳辐射能量的多少。(www.xing528.com)

自春分至秋分日，是北半球的夏半年，此时期的太阳直射北半球，北半球昼长大于夜长，纬度越高昼越长，夜越短。其中，夏至日的白天时间最长。在北极圈，太阳整日不落，出现极昼现象。南半球则反之。

自秋分日到次年春分日，是北半球的冬半年。在此期间，太阳直射南半球，北半球各纬度夜长大于昼长，纬度越高，夜越长，昼越短。其中，在冬至日这一天，北半球各纬度的昼长达到一年中的最小值，而且北极圈及其以北地区，太阳整日不出，出现极夜现象；南半球反之。

在春分和秋分日，太阳直射赤道，正午太阳高度自赤道向两极递减，全球各地昼夜等长，各为12小时。同一时刻，正午太阳高度由太阳直射点向南北两侧递减。夏至日那天，太阳直射北回归线，此时北半球各纬度正午太阳高度达一年中的最大值，而南半球达一年中最小值。冬至日那天，太阳直射南回归线，此时南半球太阳高度达一年中最大值，而北半球各地达最小值。

地球除赤道以外，同一纬度地区，昼夜长短和太阳高度（辐射量）具有季节变化的规律，从而形成了四季。