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黃赤交角( yellow and red corner ),是指地球公轉軌道面(黃道面)與赤道面(天赤道面)的交角,也稱為太陽赤緯角或黃赤大距。地球繞太陽公轉的黃赤交角約為23°26'。黃赤交角的存在,具有重要的天文和地理意義,它是地球上四季變化和五帶區分的根本原因。
由於黃赤交角的存在,造成太陽直射點在地球南北緯23°26′之間往返移動的周年變化,從而引起正午太陽高度的季節變化和晝夜長短的季節變化,造成了地球上黃赤交角及各地獲得太陽能量多少的季節變化,於是形成四季的更替。
假如黃赤夾角為0度,太陽永遠直射赤道,北半球緯度比較高的地方會因為熱量不足而無法成熟,農作物耕種界線會往南移。
定義
黃赤交角,又名黃道交角、黃赤大距,為天文學術語,是指地球公轉軌道面(黃道面)與赤道面(天赤道面)的交角。地球的黃赤交角為約為23°26'。黃赤交角並非不變的,它一直有微小的變化,但由於變化較小,所以短時間可以忽略不計。
黃赤交角決定了太陽直射點回歸運動的範圍,即南北回歸線的緯度,也決定了地球上五帶的範圍。黃赤交角是地球上四季變化和五帶區分的根本原因,它影響着與其緊密聯繫的各種自然地理現象。
地球公轉的軌道面(黃道面)和地球赤道面的夾角稱為黃赤交角。黃赤交角存在緩慢的變化,這是由於春分點位置的變化產生的。黃赤交角變化的範圍在22°00′得到24°30′,變化的周期約為4.1×104年。上次黃赤交角最小值約距今2.8萬年。近期計算黃赤交角的公式為:黃赤交=23°27′8.26″-0.4684″t,其中t是1900年起算的儒略年數。黃赤交角正以每世紀約為46.84″的速度減少。2013年1月0日12正時(2013.0)的黃赤交角為23°26′15.3308″ [1] 。
地球的自轉軸(地軸)與其公轉的軌道面成66°34′的傾斜。地球的自轉同它公轉之間的這種關係,天文學和地理學上通常用它的餘角(23°26′),即赤道面與軌道面的交角來表示;而在地心天球上,則表現為黃道與天赤道的交角,並被稱為黃赤交角,又稱"黃赤大距"。
黃道與天赤道的兩個交點,叫白羊宮(白羊座)第一點和天秤宮(天秤座)第一點,在北半球分別稱為春分點和秋分點,合稱二分點。
黃道上距天赤道最遠的兩點,叫巨蟹宮(巨蟹座)第一點和摩羯宮(摩羯座)第一點,即北半球的夏至點和冬至點,合稱二至點。二至點距天赤道23.43°,稱黃赤大距,是黃角交角在地心天球上的表現。
黃赤交角在天球上也表現為南北天極對於南北黃極的偏離。天軸垂直於赤道面,黃軸垂直於黃道面,既然黃赤交角是23.43°,那麼,天極對於黃極的偏離,必然也是23.43°。
相關
黃赤交角變化的影響
黃赤交角大小決定太陽直射點回歸運動的範圍,進而使各地正午太陽高度和晝夜長短在一年中作有規律的變化,產生四季更替,並影響着五帶的範圍。當黃赤交角度數發生變化時,這些地理現象便會發生相應的變化,圖1表示黃赤交角增大(地軸與黃道面夾角減小)後產生的一系列變化。
如圖2所示:若黃赤交角增大a度,回歸線度數變為23°26′+a,太陽直射範圍向南、北各擴展a度;極圈度數變為66°34′-a,極晝(夜)區域各向較低緯推進a度;熱帶範圍增大2a度,南、北寒帶各擴大a度,南、北溫帶各減小2a度。
設某地地理緯度為定值A、回歸線度數(黃赤交角度數)為變數a,不同區域正午太陽高度年變化幅度為:①南、北回歸線之間,各地年正午太陽高度最大值為90°、最小值為90°-(A+a),變化幅度為A+a;②回歸線和極圈之間,各地年正午太陽高度最大值為90°-(A-a)、最小值為90°-(A+a),變化幅度為2a;③極圈以內,各地年正午太陽高度最大值為90°-(A-a)、最小值為0,變化幅度為90°-A+a。可見,全球各地正午太陽高度年變化幅度都與黃赤交角度數呈正相關,隨黃赤交角(a)增大而增大、減小而減小,只是不同區域增減的幅度不同。
對其它自然現象的影響
黃赤交角變化除對地球運動意義產生影響外,還深刻影響着與其緊密相關的其它自然地理現象。例如,黃赤交角變化→太陽直射點移動範圍變化→五帶範圍變化和氣壓帶、風帶移動範圍變化→氣候帶分布範圍變化→自然帶分布範圍變化等等。[1]
意義
黃赤交角的存在,具有重要的天文和地理意義。黃赤交角是地軸進動的成因之一,它還是視太陽日長度周年變化的主要原因。黃赤交角是地球上四季變化和五帶區分的根本原因。
黃赤交角造成太陽直射點在地球南北緯23°26′之間往返移動的周年變化,從而使黃赤交角處全年晝夜溫差均衡。二十四節氣雖然是我國古人根據北斗七星斗轉星移制定,其實造成斗轉星移的原因則是地球繞太陽公轉,二十四節氣編排與黃赤交角有着密切的關係。
⒈地球自轉產生的赤道面與地球公轉產生的黃道面之間的夾角為黃赤交角。由於地球公轉時斜着身子,地軸與黃道面的夾角(66°34′)基本不變,地軸的空間指向(指向北極星附近)基本不變,故黃赤交角(23°26′)也基本不變。黃赤交角的存在,使太陽直射點到達的最北界線是23°26′N,即北回歸線;最南界線到23°26′S,即南回歸線,也就是太陽直射點在 23°26′S~23°26′N作周年往返移動。因此地表獲得熱量隨時間和空間發生變化。這樣的變化用晝夜長短和正午太陽高度的時間和空間變化來表示。假設黃赤交角變大,那麼太陽的直射點的位置也會相應變動,直射點會超過最北及最南界限(23°26′),導致熱帶變大。極線(66°34′)就會擴大,因此地表獲得熱量隨時間和空間發生變化。從而使寒帶範圍增大。既然極地範圍的增大,那麼極晝的範圍也會相應增大。 ⒉在地球上某個特定地點,根據太陽的具體位置所確定的時刻,稱為「地方時」。不同經度的地方時是不一樣的。而區時是以每15°經度間隔劃分為一個時區,以每個時區中央經線的地方平太陽時為本時區的區時,比如北京與天津在地理位置上相距很近,但地方時是不一樣的,北京的時間要比天津的晚。但為了方便兩地都會統一採用東八時區的區時即我們所說的北京時間。
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⒊地球上每15°經度範圍作為一個時區(即太陽1個小時內走過的經度)。這樣,整個地球的表面就被劃分為24個時區。各時區的「中央經線」規定為0°(即「本初子午線」)、東西經15°、東西經30°、東西經45°……直到180°經線,在每條中央經線東西兩側各 7.5°範圍內的所有地點,一律使用該中央經線的地方時作為標準時刻。「區時系統」在很大程度上解決了各地時刻的混亂現象,使得世界上只有24種不同時刻存在,而且由於相鄰時區間的時差恰好為1個小時,這樣使不同時區間的時刻換算變得極為簡單。因為時區的劃分使每個時區之間只相差一小時,所以時區差就等於時差了。
⒋算出中央經線的作用很多,就拿時間來說,算出中央經線就可以推算出所在時區。[2]
影響
影響地球運動
黃赤交角的大小決定了太陽直射點回歸運動的範圍,即南北回歸線的緯度,也決定了地球上五帶的範圍。若黃赤交角變大,則熱帶和寒帶的範圍變大,溫帶的範圍縮小。
黃赤交角的大小決定着各地晝夜長短的比例。以夏至日的北半球為例,當黃赤交角變大時,北半球的晝變長夜變短(有極晝現象的地區除外),也就是晝夜的差距擴大了;當黃赤交角變小時,北半球的晝變短夜變長(有極晝現象的地區除外),也就是晝夜的差距縮小了,即:各地一年中晝長的年變幅隨黃赤交角的增大而增大、減小而減小。由於正午太陽高度和晝夜長短在一年中作有規律的變化,產生了四季的更替,並影響着五帶的範圍。
自然現象影響
黃赤交角除對地球運動的意義產生影響外,還深刻影響着與其緊密聯繫的其他自然地理現象。如:黃赤交角變化→太陽直射點移動範圍變化→五帶範圍變化和氣壓帶、風帶移動範圍變化→氣候帶分布範圍變化→自然帶分布範圍變化等。[3]
視頻
參考文獻
- ↑ 知網.2003,引用日期2018-02-08
- ↑ 萬方.2010,引用日期2018-02-08
- ↑ 搜狐網,. 關於黃赤交角的影響. 2019-01-20 18:46 [2020-06-24].