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2013 年 11 月 28 日

太陽系的前世今生 (332):地球自轉的奧秘

提供者 : 陳輝樺 (NMNS )  

說明 : 為了探討 太陽 (sun)和 月球 地球自轉 公轉 上的影響模式,我們從 地球自轉 公轉周期 的定義開始, 探究影響地球運動周期的 潮汐力 (tides force) ,以及因著地球的自轉和公轉運動呈現的自然現象。

        依據天文學家的定義,太陽系的 行星 (Planets)本身自轉一圈,稱為此行星的「一天」。 換句話說,這個由 地球自轉 所定義出來一天的 時間長度 ,是和地球自轉的快慢有關聯的。 在天文學中,一般是從星空中的 不動點(現今位處於北半球者, 是可以在 北極星 附近找到此點)定義出地球自轉軸的南北方位指向。 科學家告訴我們地球自轉的方向正如右手所示:以你矗立的右手拇指代表 地球自轉軸指向 北極」, 其餘四根指頭彎曲的方向就表示地球自轉的方向。此時位在地球表面上的你,若躺臥在草地上且仰首上方正是北方, 將看到太陽和星辰都是從你的左側(不一定是正東邊)升起來,且它們都會往你的右側移動。 地球自轉的周期是一個恆星日,目前其值為 23 時 56 分 04 秒。 其實,地球的轉動速度長久以來不斷的在改變,其因素包括地球的扁球體形狀、氣候 (Climate)、海洋深度和 洋流 (Ocean current)、還有地質變動。 換言之,地球自轉速度主要受三個因素影響使其趨慢:

        1、 潮汐作用 :因為地表海底凹凸不平,潮汐移動時產生潮汐摩擦力, 以及日月對海洋的引潮力使地球自轉速度變慢,令地球一日的長度每百年增加 1.6 毫秒,導致一年的日數減少。 根巨古化石推算,在 4 億年前,1 天只有 22 小時左右。

        2、 季節變化 :有周年變化和半年變化。周年變化是風的季節變化引起,其振幅為 20 ~ 25 毫秒; 半年變化是由日月引潮力 (Tidal force) 對大氣的潮汐作用引起,其振幅約為 9 毫秒。

        3、 不規則變化:地外和地內的物質或能量交換,如 隕石   對地球的撞擊 等, 時而使地球加速時而使地球變慢。 另外,人為的地貌建築大樓、水庫等都會使地球轉速變慢, 而自然的不定時大小 地震 (earthquake) 等都會略加快地球的轉速,不過這些變化量都是極微小。

 

C/2012 S1 彗星距離太陽表面約 1,100,000 公里,臨近近日點。彗尾快速轉向中。

國立自然科學博物館『世紀大彗星特展』早已開展了,資訊每周更新,歡迎參觀。

明日主題 : 太陽系的前世今生 (333):地球自轉與公轉之間的奧秘


天文史上的今天 :  1983 年 11 月 28 日,美國太空總署 (NASA) 太空人約翰•沃茨•楊 (John W. Young,1930.9.24.-) 和布魯斯特·肖(Brewster H. Shaw, Jr.,1945.5.16.-) 駕駛挑戰者號太空梭 (Space Shuttle Columbia) 執行 STS-9 太空梭任務時,搭載了歐文•加里歐特(Owen K. Garriott,1930.11.22.-)、羅伯特•阿蘭•雷德里•帕克(Robert A. Parker,1936.12.14.-) 2 位太空任務專家和西德 Ulf Merbold (1941.6.20.- )、美國 Byron K. Lichtenberg (1948.2.19.-) 2 位有效載荷專家。
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    主編 : 陳輝樺                 
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                        蘇明俊 (樹德科技大學  休閒事業管理系)

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