再论岁差是地球近日点进动形成的
探索岁差真相
探索岁差真相摘要；自然科学要符合数学原理。
岁差发现有两千多年的历史。
牛顿根据陀螺进动第一次用“地轴进动”解释岁差原因的人，他提出的“地轴进动”只能解释北半球“节气点”西移现象，与南半球相矛盾，与数学原理相悖，与实际观测不符，误导世界300多年。
本文主要是展开对地壳与地幔角速度差异导致岁差现象的研究。
恒星年的参考系是地球质心，而回归年的参考系却是地球表面，地壳的自转角速度决定了回归年的时间长短，固体潮汐导致地壳每天滞后约138毫角秒累计一年50.266角秒引起回归年的时间短于恒星年。
关键词；天体引力固体潮汐地球差异旋转真太阳日与世界时恒星年与回归年地球差异旋转；地球是分层结构，主要由地壳、地幔、外核内核等组成，每层的角速度各异。
哥伦比亚大学宋晓东教授利用地震波测量出大约每四百年地核比地壳多自转一圈。
恒星年；365日6时9分10秒是地球公转周期。
回归年；回归年亦称太阳年。
回归年的时间是365日5小时48分46秒，是四季周期，是一个世纪的平均值。
回归年的时间每年各异。
如；公元2000年365日5时54分40秒、公元2012年365日5时41分32秒。
正弦曲线证明太阳直射地球表面的同一点是一回归年。
岁差是天文现象，但却属于地球科学范畴，岁差的发现是地球差异旋转的最早发现，是地球科学基础之基础。
岁差的显著特点就是天文学家按回归年的时间观测到“节气点”西移。
地球的地轴倾斜公、自转形成一年四季，那么一年四季地球就必须公转360°！为什么回归年的周期不等于地球公转周期（恒星年）？按回归年的时间计算地球公转应小于360°。
问题出在哪里？这就是岁差研究面临的课题。
恒星年与回归年分别采用的是两个参考系。
我们的太阳系隶属银河系，银河系是太阳系所在的天体系统，包括一千二百亿颗恒星和大量的星团、星云，还有各种类型的星际气体和星际尘埃。
它的直径约为100,000多光年，中心厚度约为12,000光年，总质量是太阳质量的1400亿倍。
大学《地球概论》期末复习名词解释总结
1、恒星：恒星是由炽热气体组成的能自身发光的球形或类球形天体。
2、恒星自行：恒星的空间速度可以分解为视向速度和切向速度，由切向速度所带来的恒星相对星空的位移。
3、绝对星等：在标准距离10个秒差距下恒星的亮度称为恒星的绝对亮度（即恒星的光度），其星等叫绝对星等。
4、秒差距：指恒星的周年视差为1个角秒时恒星到地球的距离为1个秒差距。
5、光年：光在一年中的行程，1光年=1年×3×105km/s=9.46×1012公里。
6、大地水准面：是指海面或平均海面及其在陆地下的延伸所构成的一个闭合的环球水准面。
7、行星逆行：指行星相对于恒星视位置的变动。
下合前后的地内行星和冲日前后的地外行星，相对于恒星，其视位置的移动方向与其公转方向相反，称为行星的逆行。
8、太阳回归运动：太阳在天赤道南北的往返运动，或太阳反复回归天赤道的运动。
9、太阳风：日晃中的质子，电子等不断摆脱太阳引力而奔向行星际空间，由此而形成的以质子、电子为主要成分的带电粒子流，叫太阳风。
10、地理经度：指当地经线所在平面与本初子午线所在平面之间的二面角。
用λ表示，顺地球自转方向度量为东经，记为ºE，逆地球自转方向度量为西经，记为ºW，取值分别为0º～180º.11、恒星年：以恒星为参照物，地球在公转轨道上运行一周所用的时间，其值为365.25636日。
12、引潮力：地球表面各地所受天体的实际引力与地心处所受引力的差值，为该天体对地球的引潮力。
10、太阳系：在中心天体太阳的引力作用下，由行星及其卫星、小行星、彗星、流星体和星际物质等组成的天体系统。
11、海洋潮汐现象：受天体引潮力作用，全球海水所发生的周期性涨落现象。
12、食分：食甚时日面或月面被掩饰的最大深度。
13、太阳日：以太阳为参照物，地球自转一周所用的时间。
14、恒星月：月球相对于恒星星空绕转一周所用的时间。
15、地磁要素：磁场强度β的大小，磁偏角D和磁偏角I，称为地磁要素。
航海数学-第五章岁差与章动简介
附篇第五章岁差与章动简介第一节岁差在外力作用下﹐地球自转轴在空间并不保持固定的方向﹐而是不断发生变化。
因此，春分点、天赤道、黄道等用以表征天体位置的坐标系相对于恒星是在缓慢运动的，由此引起的天体坐标相应也有微小变化。
这种现象称为岁差(Precession)和章动（Nutation）。
一、日月岁差（Lunisolar precession）牛顿第一个指出产生岁差的原因是太阳和月球对地球赤道隆起部分的吸引。
如附图5-1所示，大地球体近似于赤道半径为长半径的旋转椭圆体，为便于说明问题，可将旋转椭圆体分解成以O为球心的正圆球体和赤道隆起的A和B三部分，它们的质量中心分别在O、A和B。
P n P S为地轴，qq′为赤道面，KK′为黄轴，OL为黄道面。
设外力源位于L处（主要是月亮，太阳影响不大），根据万有引力定律可知，外力对正圆球体的作用力达到平衡，对赤道隆起部分A和B的引力为F A、F B，可分解为与黄道面平行和垂直的两个分力，其垂直分力产生一力偶。
因地球有自转，按力学中进动右手法则，椭圆体的地球受此力偶作用后，使天轴以约23°27′的夹角顺时针（从天球外看）即向西绕着黄轴转动，表现在天球上，天极（如天北极）以约23°27′为半径，围绕着黄极向西进动，周期约为25 800年。
这种进动使天赤道的位置也相应地移动，从而引起天赤道与黄道的交点春分点的位置也随之向西位移，每年约50〞.376（1997），称此为日月岁差。
附图5-1二、行星岁差（Planetary precession）地球除受太阳、月球的引力外还受行星，特别是木星引力的影响，只是因为它们距地球较远，质量亦不大，故各行星对地球的共同引力很小，对地轴的进动不起任何作用，但却能使地球公转的轨道面产生微小的变动，就是说，黄道将有微小的变动，结果引起春分点东移，每年向东移动约0〞.107（1997），它在黄道上的投影为0〞.107cosε=0〞.098（1997），这种岁差叫做行星岁差。
岁差和章动名词解释
岁差和章动一、引言岁差和章动是天文学中两个重要的现象，它们分别描述了地球绕太阳运动导致的对恒星位置的影响。
岁差和章动的研究对于理解和解释地球运动以及测量恒星位置都具有重要意义。
本文将深入探讨岁差和章动的定义、产生原因、影响以及应用。
二、岁差的定义及产生原因2.1 定义岁差指的是地球自转轴在一个回归年（太阳从黄道上的一个点再次到达该点所需要的时间）内，在固定星空中留下的痕迹。
具体来说，岁差是由于地球的自转轴在围绕太阳公转的过程中存在一定的摆动，导致地球自转轴的方向不断发生变化而引起的。
2.2 产生原因岁差的产生原因主要包括以下两个方面：1.地球的自转轴在一个类似于陀螺仪的运动过程中会发生岁差。
具体来说，地球并非一个完全均匀的旋转体，其自转轴在与黄道的交点上产生摆动，使得地球自转轴的方向发生变化。
2.地球绕太阳公转的轨道并不是一个简单的圆形，而是一个略呈椭圆形的椭圆轨道。
地球距离太阳最远的时候称为远日点，最近的时候称为近日点。
由于地球公转速度在近日点较大，在远日点较小，因此在一个回归年内，地球自转轴相对于固定星空的位置会有所变动，产生岁差现象。
三、章动的定义及产生原因3.1 定义章动指的是地球非均匀自转对恒星位置造成的影响。
简单来说，相对于参考星座而言，恒星的位置会发生一定的变化。
章动可以进一步分为黄经章动和黄纬章动两种。
3.2 产生原因章动的产生原因和岁差类似，主要包括以下两个方面：1.地球是一个不完全均匀的球体，其密度分布和地形起伏会对地球的自转轴产生扰动。
这些不规则扰动会造成地球自转速度的变化，从而导致恒星位置发生微小的变化。
2.地球的自转轴在不断发生岁差的同时，也会发生章动。
由于地球自转轴不断变化的方向，地球的自转速度也会随之变化，使得恒星位置相对于参考星座产生微小的变化。
四、岁差和章动的影响4.1 对天文观测的影响岁差和章动对天文观测具有重要影响。
在观测恒星位置时，如果不考虑岁差和章动的影响，将导致观测结果与实际位置存在一定的差异。
行星岁差是地球自转变慢形成的
行星岁差是地球自转变慢形成的
当前主流观点认为，在行星的引力作用下，地球公转轨道平面不断地改变位置，这不仅使黄赤交角改变，还使春分点沿赤道产生一个微小的位移，其方向与日月岁差相反，这一效应称为行星岁差。
行星岁差使春分点沿赤道每年东移约0.13〃。
然而，行星岁差形成的原因目前还没有一个确切的说法。
地球膨裂说认为，既然地球自转变慢，春分点必然变慢，相对地球来说也就是第二年的春分点相对第一年的春分点自西向东运动，形成行星岁差。
行星岁差是地球自转变慢形成的证据：
地球公转的角度转换成时间为：360度／365天，0.04角秒／秒，1角秒=25秒，50.26角秒=20分56秒。
地球自转的角度转换成时间为：360度／24小时，为1角秒=0.066秒。
50.26角秒=3.317秒
科学家们经过观测，地球在100年里，一日的长度大约增长千分之一秒到千分之二秒，也就是地球自转时间每天平均增加0.0015秒，也就是地球自转时间每年增加0.5秒。
因此，0.5秒=0.5秒乘0.04角秒／秒=0.02角秒。
0.02角秒和行星岁差0.13〃（0.13角秒）基本一致。
行星岁差是地球自转变慢形成的理论和实际观测计算的结果基本吻合，这足以证明行星岁差是地球自转速度变慢，春分点东移形成的。
行星岁差现象其实也是地球自转变慢的最有力的证据。
作者：赖柏林。
岁差章动极移
岁差章动极移
5
1.1 岁差
1.1.2 黄道岁差
计算公式
− 由于黄道岁差而使春分点在天球赤道上的东移量λ′以及 黄赤交角ε的计算公式如下式：
' 1 0 .5 5 2 6 ''T 2 .3 8 0 6 4 ''T 2 0 .0 0 1 1 2 5 ''T 3
2 3 2 6 '2 1 . 4 4 8 '' 4 6 . 8 1 5 ''T 0 . 0 0 0 5 9 ''T 2 0 . 0 0 1 8 1 3 ''T 3
岁差章动极移
12
1.1 岁差
1.1.4 岁差改正
目前我们选用J2000.0时刻的平天
球坐标系作为协议天球坐标系。
右图中的O0 y0 p0 即为协议天球坐
标系，其X轴指向J2000.0时的平 Q0′ 春分点 0 ，Z轴指向J2000.0时的
平北天极p 0 ，Y轴垂直于X、Z轴组 Q′
成右手坐标系（为减少图中的线
TJD(t)2451545.0 36525
岁差章动极移
4
1.1 岁差
1.1.2 黄道岁差
定义
除了太阳和月球对地球的引 力外，太阳系中的其他行星 也会对地球和月球产生万有 引力；
影响地月系质心绕日公转的 轨道平面，黄道面产生变化， 使春分点产生移动，将这种 岁差称为黄道岁差。
黄道岁差使春分点在天球赤 道上每年约东移0.1秒 ，还 会使黄赤交角ε变化。
sin 0 cos cos 0 cos
p 23'
sin
sin
p 31'
cos
8大行星近日点进动速率相同为每年50.25角秒
8大行星近日点进动速率相同为每年50.25角秒为什么8大行星近日点进动速率相同，关于这一问题世界上的科学家还没人研究。
8大行星的近日点进动速率经过科学家们的观测得出了每个行星的近日点进动速率，这些进动速率不尽相同。
水星进动的速率为每百年1°33′20〃，也就是每年56角秒。
地球公转轨道的近日点也有进动现象，周期约为21000年，每年约1.03'。
地球膨裂说认为，如果8大行星的近日点进动速率不同，太阳系已形成46亿年，8大行星的近日点就不可能现在还在太阳一侧，这和目前8大行星的近日点在太阳一侧相矛盾。
因为目前8大行星的近日点在太阳一侧，所以地球膨裂说认为，8大行星近日点进动速率和地球相同，为每年50.25角秒。
如果8大行星近日点进动速率不同，8大行星公转轨道就有交叉，太阳系已形成46亿年，8大行星早就相撞在一起了。
地球膨裂说认为，岁差是地球近日点进动形成的，所以地球近日点进动值为50.26角秒。
因为岁差值比较精确，所以是地球的精确近日点进动值为50.26角秒。
因为8大行星近日点进动速率相同，所以8大行星近日点进动速率为每年50.26角秒。
地球膨裂说认为，日月岁差是地球近日点进动形成的。
这就像运动员跑200米圆圈一样。
当运动员从起跑点跑一圈回到终点（起跑点）时，因为裁判员把跑道向前旋转（近日点进动）了50.26角秒（也就是岁差），也就是把起跑点向前挪了50.26角秒，所以运动员还得跑50.26角秒才能跑到终点（新的起跑点）。
原来的起跑点是回归年，新的起跑点是恒星年。
运动员跑一圈回到终点（原起跑点）时已跑了360度，再跑到新的起跑点时就跑了360度加50.26角秒（恒星年）。
8大行星近日点进动速率相同，这和一次转几个大小不等的呼拉圈一样，不论大小呼拉圈转的圈数相同，也就是贴身点（近日点）进动速率相同。
作者：赖柏林。
安清翘关于岁差的认识
《中国科技史杂志》第26卷 第3期(2005年):238～245The Chinese Journal for the H istory of Science and Technology Vol.26No.3(2005)安清翘关于岁差的认识 杨小明 李树雪 (东华大学人文学院,上海200051) (山西大学科学技术哲学研究中心,太原030006) 摘 要 岁差是中西天文学史上极其重要的概念。
19世纪初的中国学者安清翘对流行于我国明清直到鸦片战争之后的托勒密的岁差理论予以了反驳,并由此独立于近代西方建立起地心体系下关于岁差原因的解释,即黄道轴周日沿自东而西即逆时针的左旋方向自转(本体正转)一周的同时也绕北极自东而西圆锥形地公转(斜转)一周,由于这种自转稍迟于其公转,作为相对运动的结果,反而是黄极环绕北极(赤极)的缓慢东移,这就是岁差产生的原因。
就视运动而论,安清翘关于岁差的解释与现代的岁差理论其实是一种相对运动的关系,即北极绕黄极转和黄极绕北极转在效果上是等价的。
关键词 安清翘 岁差 《推步惟是》 恒星东移 黄极 赤极中图分类号 N092∶P12092文献标识码 A 文章编号 167321441(2005)0320238208岁差(此处指日月岁差),是二分点(或二至点)沿黄道缓慢西退的现象。
岁差是中西天文学史上一个极其重要的概念,古希腊喜帕恰斯(H i pparchus,c.190B.C1～125B.C.)于公元前125年首先发现了这一现象,我国东晋的虞喜(公元281～356年)则于公元330年前后也独立地发现了岁差现象。
关于岁差现象,我国传统是以黄道沿着赤道向西滑动来解释的;古希腊托勒密(Clandius Pt ole maeus,c.90～168)则解释为所有恒星沿黄道的东进,以此来否定春分点西退。
托勒密的错误解释到明末由传教士传入我国,《崇祯历书》即采用了托勒密关于岁差的这种解释,以此避免破坏地静之说。
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再论岁差是地球近日点进动形成的
公元前二世纪，古希腊天文学家喜帕恰斯在编制一本包含1,022颗恒星的星表时，把他测出的星位与150多年前阿里斯提留斯和提莫恰里斯测定的星位进行比较，发现恒星的黄经有较显著的改变，而黄纬的变化则不明显。
在这150年间，所有恒星的黄经都增加约1.°5。
喜帕恰斯认为，这是春分点沿黄道后退所造成的，并推算出春分点每100年西移1°。
这是岁差现象的最早发现。
公元四世纪，中国晋代天文学家虞喜，根据对冬至日恒星的中天观测，独立地发现岁差，并定出冬至点每50年后退1°。
《宋史？律历志》记载:“虞喜云：‘尧时冬至日短星昴，今二千七百余年，乃东壁中，则知每岁渐差之所至。
’”岁差这个名词即由此而来。
牛顿第一个指出产生岁差的原因是太阳和月球对地球赤道隆起部分的吸引。
在太阳和月球的引力作用下，地球自转轴绕着黄道面的垂直轴（黄道轴）旋转，在空间描绘出一个圆锥面，绕行一周约需26,000年。
在天球上天极绕黄极描绘出一个半径约为23.°5(黄赤交角)的小圆，即春分点沿黄道每26,000年旋转一周。
这种由太阳和月球引起的地轴的长期运动称为日月岁差。
德国天文学家贝塞耳在1818年首次得出日月岁差为5,034.″05（历元1755.0），今值为5,025.″64，每年50.25角秒。
直到十六世纪，牛顿以天体力学为基础，通过严格地计算，才从理论上论证了岁差现象是由于日、月及行星的引力作用于地球的必然结果。
牛顿认为岁差是太阳和月亮对地球隆起部分的吸引所致。
牛顿在《自然哲学之数学原理》中未能给出其证明；牛顿以来的科学家也没有证明上述作用力定会产生岁差。
因此，牛顿岁差成因只是科学上的一种猜测。
地球膨裂说认为，日月岁差是地球近日点进动形成的。
我们首先看一下水星近日点进动。
水星的轨道偏离正圆程度很大，近日点距太阳仅四千六百万千米，远日点却有7 千万千米，在轨道的近日点它以十分缓慢的速度按岁差围绕太阳向前运行，称为水星进动。
水星是距太阳最近的一颗行星，按牛顿的理论，它的运行轨道应当是一个封闭的椭圆。
实际上水星的轨道，每转一圈它的长轴也略有转动。
长轴的转动，称为进动。
经过观察得到水星进动的速率为每百年1°33′20〃，而天体力学家根
据牛顿引力理论计算，水星进动的速率为每百年1°32′37〃。
两者之差为每百年43〃，这已在观测精度不容许忽视的范围了。
水星进动的速率为每百年1°33′20〃，也就是每年56角秒。
地球公转轨道的近日点也有进动现象，周期约为21000年，每年约1.03'，也就是61.8角秒。
这和岁差50.25角秒接近。
这是证明岁差是地球近日点进动形成的最有力的证据。
地球每自转一圈地球的公转轨道的长轴也略有转动，长轴的转动，称为近日点进动。
地球公转轨道的长轴略有转动，也就是地球的公转轨道略有转动。
地球近日点进动造成地球公转轨道自西向东进动，也就是地球自西向东进动。
因为春分点在地球上，因此相对太阳来说也就是造成春分点自西向东进动，形成岁差。
但虽然相对地球来说春分点位置没变，因为地球自西向东进动，所以相对地球来说第二年的春分点却在第一年的春分点的西面，所以说相对地球来说春分点却是自东向西退行。
地球膨裂说认为，岁差是地球近日点进动形成的。
这就像运动员跑200米圆圈一样。
当运动员从起跑点跑一圈回到终点（起跑点）时，因为裁判员把跑道向前旋转（近日点进动）了50.26角秒（也就是岁差），也就是把起跑点向前挪了50.26角秒，所以运动员还得跑50.26角秒才能跑到终点（新的起跑点）。
原来的起跑点是回归年，新的起跑点是恒星年。
运动员跑一圈回到终点（原起跑点）时已跑了360度（回归年），再跑到新的起跑点时就跑了360度加50.26角秒（恒星年）
因为人们没有认识到日月岁差是地球近日点进动形成的，所以人们把日月岁差看成是相对地球来说春分点西退形成的。
因此“日月岁差是春分点西退形成的”这是人们并不知道日月岁差是地球自西向东的近日点进动形成的一种误解。
作者：赖柏林。