【地球自转、公转与二十四节气】

地轴指向北极星

地球绕自转轴的旋转称为“地球自转”。自转轴比较稳定地指向北天极,自转一周约23小时56分,称为一个恒星日。由于潮汐摩擦,地球在100年内自转大约减慢2毫秒。地球自转方向自西向东,从北极上空看是逆时针旋转的。天体的东升西落和地球的昼夜更替现象就是这种自转产生的结果。

地球在轨道上绕太阳的运动叫做公转,公转的方向自西向东。地球的轨道是一个接近圆形的椭圆,太阳位于椭圆的焦点上。每年的1月初,地球运行到离太阳最近的一个点,称为“近日点”,在这个点上地球距离太阳1.47亿千米,在近日点地球运行会快一些。7月初,地球运行到离太阳最远的一个点,称为“远日点”,地球距离太阳1.52亿千米,在远日点地球运行会慢一些。地球绕太阳公转一周为1年,约365.25天。地球自转平面是赤道平面,公转轨道面为黄道面,两者构成一个23度27分的“黄赤交角”,相交的两个点为春分点和秋分点。地球自转轴垂直于赤道平面,与黄道面形成66度33分的交角,所以地球是歪着身子围绕太阳公转。

由于地球是歪着身子在黄道面上运行,在一年中不同的时间,南半球和北半球受到的阳光照射也不相等,阳光照射最多的半球是夏季,阳光照射最少的半球是冬季,其它是春秋二季。春秋二季是过渡季节,这时阳光直射赤道附近的区域,南北两个半球阳光照射情况相当。每年3月21日左右,当阳光直射点从赤道以南移向赤道以北时,就为春分季节,北半球是温暖的春天,昼夜相等,南半球则是秋天。阳光直射点继续北移,北半球越来越热,白昼时间延长,夜晚时间缩短,而南半球情况正好相反。每年6月22日左右,当阳光直射北纬23度27分的北回归线上时,就为夏至,北半球是夏天,白昼最长,而南半球却是严冬,夜晚最长。

夏至以后,阳光直射点又转向南移,北半球白昼变短夜晚变长,南半球反之;每年9月23日左右,当阳光直射南移到赤道时,就为秋分,北半球进入秋天,南半球则是春天,昼夜相等。秋分之后,阳光直射南半球,并且继续南移,北半球白昼缩短夜晚延长,南半球相反。每年12月22日左右,阳光直射南纬23度27分的南回归线,就为冬至,这是南半球是炎热的夏季,昼长夜短;北半球是寒冷的冬季,昼短夜长。冬至以后,阳光直射点又转向北移,直到又北移至赤道时,就完成了一个周期,这就是一年春夏秋冬四季的成因。

二十四节气是我国历法特有的内容。我国的农历是阴阳合历,既用月亮的圆缺变化周期作为计算单位,又用地球公转一周来计量年,为了充分反映季节和气候变化情况,古代天文学家早在西周及春秋时代用“土圭”测太阳影子确定了春分、夏至、秋分、冬至,并根据一年内太阳在黄道上的位置变化和引起的气候变化,将全年分为二十四等份,每个等份一个名字,这就是二十四节气,分别为:立春、雨水、惊蛰、春分、清明、谷雨、立夏、小满、芒种、夏至、小暑、大暑、立秋、处暑、白露、秋分、寒露、霜降、立冬、小雪、大雪、冬至、小寒、大寒。这二十四个节气分列在12个月里,两个节气间隔约为半个月。太阳沿着黄道运行一圈为360度,每15度对应二十四节气中的一个。这就是我国二十四节气的由来。

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