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岁差(axial precession)

2016-12-30 6:30:42 来源: Gnsser 发布人: czsgeo

公元前二世纪,古希腊天文学家依巴谷将相隔150多年的恒星位置进行比较发现,恒星的黄经在150年内增加了约1.5º,而黄纬却无明显的变化,于是他得出了如下的结论:春分点在天球上不是固定不变动,而是沿黄道每百年向西移动约。公元330年,我国近代天文学家虞喜根据冬至日恒星的中天观测,独立的发现岁差现象,并推算出春分点每50年向西移动约。这意味着一个回归年比一个恒星年要短,每50年约差一天。故称其为岁差。现在的精确测定结果是,春分点在黄道上每年西移约50.26″。因此,回归年与恒星年相比,每隔72年约相差一天,即每年约短0.014天。

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人们虽然很早就发现了岁差现象,但直到17世纪才用牛顿引力理论作出科学的解释。岁差产生的主要原因是太阳和月亮对地球赤道隆起部分的吸引。

岁差,更精确地讲是春分点岁差,是由于赤道平面和黄道平面的运动而引起的。其中由于赤道运动而引起的岁差称为赤道岁差;由于黄道运动而产生的岁差称为黄道岁差。赤道岁差原来一直称为日月岁差,而黄道岁差一直被称为行星岁差。随着观测精度的不断提高,行星的万有引力对地球的赤道隆起部分的力矩而导致的赤道面的进动必须顾及而不能像以前那样而忽略不计,于是沿用了一百多年的术语日月岁差、行星岁差就显得不够准确,容易引起误解,因而第26IAU大会决定采用Fukushima的建议,将日月岁差和行星岁差改称为赤道岁差和黄道岁差。

由于太阳和月亮对地球赤道隆起部分的引力作用,所产生的力矩把赤道面拉向黄道面。这一力矩同地球自转力矩的合并影响,使地轴在空间围绕黄极画出一个圆锥,其锥角等于黄赤交角ε=23.5°,从而引起地球自转轴产生进动,使得赤道和黄道的交点春分点在恒星背景中缓慢的向西移动,每年约50.4";地球自转轴在空间绕着地球公转轨道平面的法线(即南北黄极的连线)旋转,周期约25800年,与此同时黄赤交角也有变化,这种现象称为赤道岁差(即日月岁差)。同样,行星对地球赤道隆起部分也有引力作用,行星引力使黄道产生微小的变化,使春分点沿赤道每年向东位移0.125"。同时也使黄赤交角每年约减小0.47",其现象称为黄道岁差(即行星岁差)。行星岁差幅度较小,通常与日月岁差共同计算,两种岁差之和称为总岁差。岁差是地轴方向相对于空间的长周期运动。

岁差实际上是地球自转轴在外力作用下的空间运动中的长周期平均运动部分,它的周期约为25800年。也就是说,春分点在黄道上缓慢西移,25800年后会回到同一点上。


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