1、地球的摇摆运动发现人：宫老师 电话：通讯地址：河北省平泉县 邮编：067503一、地球的运动方式：地球除公转、自转外，还不停地进行着缓慢地、匀速地摇摆运动。摇摆的方向与自转的方向相同。二、摇摆运动形成的原因：地球重心与中心不同心，位于中心偏南。过两心的直线为地轴，地球在“太阳风”的作用下绕地轴自转，其合力作用于地球中心，（即地球绕中心轴自转） 。在自转过程中，重心产生了偏心力，使地轴发生了倾斜。由于偏心力方向不断改变，地轴的倾斜方向也随之改变，于是地球产生了摇摆运动。三、摇摆运动的事实依据：1、地轴倾斜方向不停改变（观测点位于约北纬 41 度，东经118.5 度）：正午 12 时，太阳的位置除
2、南北移动外，还在东西移动。以下只讨论东西移动，把“冬至”那天 12 时太阳所在的方向定为正南，太阳升起的方向为东。 “冬至”后，太阳 12 时的位置由正南向东慢慢移动，直到“春分”前 7 天左右转回(此数字与太阳高度和地轴倾斜方向有关)。到 “夏至”时回到正南方向，然后接着向西移动，直到“秋分”后 7 天左右再转回，如此反复。根据太阳东西移动规律，能明显地判断出地轴的倾斜方向。为便于说明，取经过日、地中心，并与黄道面垂直的太阳光面为正午界面。因为“春分”那天，正对太阳的经线的倾斜方向与地轴的倾斜方向一致，所以，仅以“冬至”和“春分”两天的地轴倾斜方向为例。 “冬至”那天，正午 12 时，正对太
3、阳的经线和地轴都与正午界面完全重合，此时地轴北半轴向右倾斜（见图 1、图 2） 。地球自转时，正对太阳的经线同时经过正午界面，在此经线上任一点看太阳，太阳同时处于正南；到“春分”那天，正午 12 时，正对太阳的那条经线与正午界面相交，如果这天地轴的倾斜方向与“冬至”那天地轴倾斜方向相反（如图 1） ，那么地球自转时，该经线南半部分早于北半部分过正午界面。因此，12 时在南半经线上看太阳，太阳已过正南（即向西移动） ，在北半经线上看太阳，太阳未过正南（即向东移动） ，只有在赤道附近的经线上看太阳，太阳才位于正南。也就是说：当“春分”和“冬至”地轴倾斜方向相反时，在北半球看太阳，冬至过后，正午 1
4、2 时太阳的位置，是慢慢向东移动的，这与事实相符。如果“春分”那天地轴的倾斜方向与“冬至”那天地轴的倾斜方向相同（如图 2） ，则地球自转时，正对太阳的经线，北半部分早于南半部分过正午界面。因此，正午 12 时在南半经线上看太阳未过正南（即向东移动） ，在北半经线上看太阳已过正南（即向西移动） ，这与事实相背。可见地轴不总是倾斜地指向同一方向，地轴的倾斜方向是不停地改变的。春分冬至春分冬至冬至后第七天 冬至前第七天冬至图 1 图 2 图 3另外，从天黑、天亮的时刻也能看出地轴倾斜方向的改变（观测点同上） 。天黑最早的日期是“冬至”前第七天左右，天亮最晚的日期是“冬至”后第七天左右，二者都不是“
5、冬至”那天。同样，天黑最晚的日期是“夏至”前第七天左右，天亮最早的日期是“夏至”后第七天左右，二者也都不是“夏至”那天。这一现象，与太阳的高度和地轴的倾斜方向有关。以“冬至”为例，由于太阳高度在“冬至”这个回转点及前后七天内都是相等的，因此，这十四天，晨、昏线的位置不变。但“冬至”前第七天、 “冬至” 、 “冬至”后第七天，这三天的 12 时，正对太阳的经线的倾斜方向是不同的（如图3） 。地球自转时，同一观测点，在这三天中，过正午界面的时刻是不同的。同样，过晨、昏线的时刻也不同：观测点在“冬至”前第七天早于“冬至”那天过昏线，因此，天黑比“冬至”早；观测点在“冬至”后第七天晚于“冬至”那天过晨
6、线，因此，天亮比“冬至”晚。这一现象与事实相符。可见“冬至”前七天与“冬至”后七天，12 时，正对太阳的经线倾斜方向是不同的。而经线的倾斜方向由地轴的倾斜方向决定。因此， “冬至”前后地轴的倾斜方向也是不同的。可见，地轴的倾斜方向是不断改变的。 （以上两种现象纬度越高越明显）2、四季形成及公转轨道的远、近日点的形成。如图：以北半球为例，由于地球重心位于中心偏南，因此当重心产生的偏心力指向太阳时，偏心力将地球拉近太阳，地球到达近日点，此时，地轴北半轴背向太阳倾斜，北半球为“冬至”时刻；当地球重心产生的偏心力背向太阳时，偏心力将地球拉远太阳，地球到达远日点，此时地轴北半轴指向太阳倾斜，北半球为“夏
7、至”时刻；当地球重心产生的偏心力与公转轨道相切并指向公转方向，地球北半球为“秋分”时刻，此时地球公转线速度最快；当地球重心产生的偏心力与公转轨道相切并背向公转方向时，地球北半球正值“春分” ，此时地球公转线速度最慢。 “冬至”和“夏至”地球公转线速度位于“秋分”和“春分”之间，并且相等，但由于“冬至”和“夏至”地球分别处于近日点和远日点，受其公转轨道半径的影响，因此， “冬至”时，地球公转的角速度变快，与“秋分”时节的角速度接近， “夏至”时的角速度变慢，与“春分”时的角速度接近,事实就是这样。请看下表：秋分夏至春分太阳冬至中心重心等高度的恒星移动观测记录 20082009节气 观测日期 恒星
8、移动角度 平均每天移动角度春分前后 2009.3.64.5（30 天） 27.9 度 0.93 度夏至前后 2008.6.57.7（32 天） 29.8 度 0.93125 度秋分前后 2008.9.710.8（31 天） 32.1 度 1.03548 度冬至前后 2008.12.82009.1.8（31天）31.5 度 1.01613 度此表是在不同时期同一时刻观测到的恒星移动情况，虽然不是地球真正的公转速度，却直接反映地球公转的快慢。伴随地球的公转，地球完成两个摇摆周期，南北半球则出现一次四季变化。但地球完成两个摇摆周期，其公转并非正好一圈，因此公转轨道近日点及远日点的位置，都不是固定不变
9、的，每年都稍有变动。3、洋流及长江三角洲的形成。以北半球为例，地球不停地匀速自转和摇摆，地球上的水也随之做着相应的运动。但情形不同，在地球自转过程中，海水的运动速度和方向，与地球的自转速度和方向是同步的。就地球自转而言，海水是相对静止的。而摇摆却不同，由于地球摇摆时，不停地、缓缓地、匀速地改变着方向，而海水仍保持原来的运动状态，因此，以地球为参照物，地球上的海水就出现了和地球摇摆方向相反的相对运动。地球北半球按逆时针摇摆，北半球的海水则按顺时针偏转。海水偏转时受大陆和岛屿的阻挡，形成顺时针循环运动的洋流。 （南半球摇摆方向和洋流方向正好和北半球相反） ，北半球顺时针方向的洋流与南半球逆时针方向
10、的洋流在赤道交汇在一起，形成了自东向西流动的洋流。洋流的运动，并不受海水温度和地球自转的影响，是地球摇摆运动而相对产生的。地球上任何水平运动的物体，都因此而发生偏转。北半球长江三角洲总是形成于右侧海口，也是由地球摇摆使江水产生向右的偏向力而形成的。以上三点，足以说明地球不停地摇摆运动，地球完成两个摇摆周期，南北两半球出现一次四季交替变化。四、摇摆运动意义地球摇摆运动，除了影响气候带范围变化外，还影响着地壳的运动与变化。随着人类对北半球的煤、石油、天然气等矿藏的过度开采，地表和地下水大量减少，以及陆地和北极冰川的溶化，使得地球北半球质量减小，造成地球重心南移，加大了重心与中心的距离，导致地球的摇摆幅度逐渐变大（即地轴倾斜角度变大，由原来的 23.5 度变为约 24.5 度） 。因此，地表热带和寒带范围扩大，使得全球夏季平均气温升高，加速了两极和陆地冰川的溶化。冬季平均气温降低，降雪和冰冻范围向低纬度扩展。另外，大气循环途径也发生了改变，使得在海洋上生成的气象灾害，向海岸和陆地转移。地球的自转和摇摆，也改变着地壳板块水平运动的速度和方向，因而出现地震和火山爆发。地震是地壳水平运动形成的，火山爆发是由地壳挤压而喷发的，二者都不是地球内部能量的释放。另外，根据现有的技术条件地震是可以预测的。
