《14 天体的周日视运动和太阳的周年运动》由会员分享，可在线阅读，更多相关《14 天体的周日视运动和太阳的周年运动（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1十四十四 天体的周日视运动天体的周日视运动和太阳的周年运动和太阳的周年运动1 天体的周日视运动和不同纬度处天球的旋转天体的周日视运动地面观测者直接观测到的 天体的运动叫做天体的 “视运动” 。引起天体视运动的因素很多，对于 太阳系内的天体而言，地球 公转运动和天体自身的空间运动是形成视运动的一种重要因素；对于较近的某些太阳系外天体，地球公转运动所引起的周年视差和太阳运动带来的长期视差，以及 岁差、章动、光行差、自行和大气折射等因素都能影响天体在天球上的视位置。但是这些影响不是造成天体视运动的主要因素，通常不把它们归属于天体视运动研究的范围。造成天体视运动的主要因素是地球自转。由于地球每天自转
2、一圈，所以地球自转引起的天体视运动叫做“周日视运动 ” 。地球是自西向东自转的，所以 观察者在地球上看来，天体在一个 恒星日内沿着平行于 赤道的小圆，在天球上自东向西运行一圈。这个圆圈称为天体的周日平行圈。周日视运动是一切天体最显著的视运动 。太阳的视运动地面观测者直接观测到 太阳在天球上的运动叫做 “太阳视运动 ” 。太阳视运动分为两种：周日视运动和周年视运动。周日视运动是地球自转引起的一种视觉效果，它造成太阳每天东升西落。太阳的周年视运动（见后太阳的周年视运动是 是古代历法的依据一节） ，它导致太阳在恒星背景上相对位移。太阳在天球上周年视运动的轨迹是黄道，运动方向是由西向东，每年运行一圈，
3、每天约移动1。黄道被分成了十二等份，每等份约为 30，与一年十二个月相对应。太阳每月在黄道上的位置用附近的星座命名，这些星座称为 “黄道十二宫 ” 。每“宫”对应于一个月，太阳每月进入一“宫” 。民间所说的某人是某某星座 ，就是指他(她)出生的那一个月太阳在哪一个星座。月球的视运动地面观测者直接观测到月亮在天球上的运动叫做“月亮视运动” 。月亮视运动也有两种运动组成，即除了地球自转造成的周日视运动外，还有月亮绕地球公转引起的公转运动。由于月亮每月围绕地球公转一周，地面的观测者能看到它每天在星座之间自西向东移动13.20。这种运动使它的赤道 坐标（赤经、赤纬）和黄道坐标（黄经、黄纬）不断发生改变
4、，从而造成一系列变化：一是月亮周日视运动的轨迹发生相应的变化，二是在一年内不同的日期，月亮出没的时间、方位和中天的高度出现变化：出没的时间，每天平均推迟 50 分钟。出没的方位和中天的高度，由于在一年内不同的月份，月球的周日视运动轨迹不同，在不同的季节里，月亮出没的方位、中天的高度和在天空照耀的时间也明显不同。以北半球的“满月”为例，夏季满月出没的位置与冬季太阳出没的位置相仿：从东南方升起，在西南方落下，中天的高度较低，在天空照耀的时间较短；冬季的满月则从东北方升起，在西北方落下，中天的高2度较高，在天空照耀的时间较长。其他月相也有类似情况。不同纬度上的天球旋转在地球上不同的纬度，天球的旋转是
5、不同的。在地球北极上（下图 A） 。这时天极 P与天顶 Z 重合,天体的周日平行圈都与地平圈平行，所有天体都不升不落，永远保持同一高度。地球北极的观测者只能看到天球北半部的天体，南半部的天体位于地平线以下。在地球南极，情况正好相反。在地球赤道上(下图 B)。天极落在地平圈上，天体的周日平行圈与地平圈垂直，天体在垂直地平圈的圆圈上作周日视运动。因此全天的天体都可以看到。天体在周日视运动中不断改变自己的方位角和高度，每天有 12 小时在地面上，12 小时在地面以下。在地球中纬度（0900 ）上(下图 C)。图 A 图 B 图 C因天轴与地平圈成一倾角 ，周日平行圈与地平圈成900。在地球北极附近，
6、北天极 P 靠近天顶 Z，周日平行圈和地平圈的交角很小。当观测者向低纬度移动时，天极 P的高度逐渐下降，周日平行 圈和地平圈的交角逐渐增大，见到南天的天体逐渐增多。 2 天体中天的高度和 永不升落的天体由于地球公转等因素的影响，一年中不同的时间天体周日视运动的轨迹是不同的。这种不同对太阳系的天体，特别对太阳和月亮有较大的影响。它们的赤道坐标、中天的高度、出没的方位等在短时间内就会出现显著的变化，而对恒星的影响则很微小。天体中天的高度天体经过观测点子午圈称为“中天” 。经过天极和天顶所在点的半个子午圈时，位置最高，称为上中天；经过天极和天底所在点的半个子午圈时，位置最低，称为下中天。中天时天顶
7、Z，天极 P，天体 都在子午圈上。因此由下图可以得到，上中天的天体高度h=900+；下中天的天体高度 h=+-900。式中 为观测点地理纬度， 为天体赤纬，h=900-Z 是天体的地面高度。由于天体在上中天时位置最高，受到地面光线和大气折射的干扰最小，所以是观测的最好时机。天体的升落天体经过观测点的地平线叫做 “天体出没” ，也称“天体升落” 。从地平线下上升到地平线上，谓之 “上升” 。反之，从地平线上没入地平线下，谓之 “下落” 。永不上升和永不下落的天体没有出没现象。天体的升落与观测点的地理纬度 密切相关， 越高，永不上升和永不下落的天体3就越多。在 900，的北极上，南半球天空的天体永
8、不升起，而北半球天空的天体（见下图）永不下落。在 900，的南极上，情况则相反，南半球天空的天体永不下落，北半球天空的天体永不升起。在 00的赤道上，整个天空的天体都有上升和下落的现象。天体的升落不仅与观测点的纬度有关，还同天体的赤纬 有关；满足于关系式（900）的天体永不下落；满足于 （900）的天体永不上升；满足于（900） （900）的天体，周日平行圈一部分在地平面上面，一部分在地平面下面，因此有的天体上升，有的天体下落。我们来看三种情况的天体：1在天赤道以北的天体。周日平行圈大部分在地平面以上，每天从东北方向升起，在西北方向下落，在地平面以上的时间在 12 小时以上。2在天赤道上的天体
9、。每天从东点 E 升起，从西点 W 落下（参见天球上的四方点 ）。由于地平面平分赤道，所以每天在地面上面和下面的时间各为 12 小时3在天赤道以南的天体，周日平行圈大部分在地平面以下，每天从东南方向升起，在西南方向落下，在地平面以上的时间在 12 小时以下。天体出没的时间天体出没的时候都位于地平面上，因此它的天顶距 Z900，由（2.3）式得，Costtan tan （5.1）4（5.1）式给出两个时间值 t 和t.，它们分别代表天体“出”和“没”的时间，假设用 sE和 sw表示“出”和“没”的时间（恒星时） ，那么,sE at 和 swa + t， （5.2）由于地面大气折射 对天体的天顶距
10、有 34的影响，因此在实际计算中，应将它考虑进去。而对于有一定圆面的天体，还需考虑天体的角半径 r 的影响。此外，在计算月亮“升起”的时间中，还应考虑地平视差 P 的影响。考虑这些因素后， （2.3）式中天顶距 Z应当用 900rP 代替，于是计算公式变为 costcos（900r P）sin sin/cos cos。 （5.3）式中 和 是观测点的地理纬度和天体的赤纬。太阳平均角直径 r 为 16，因此对于太阳，costcos90050sin sin/cos cos。(5.4)而对于月亮，除了大气折射和角直径外，还有平均为57的 P 的影响，因此月亮“升起”时刻由 costcos89053sin sin/cos cos （5.5）天体出没的方位根据上图，利用（1.3）式，可以求得天体“出”和“没”的方位角 cosAsin/ cos （5.6）利用（5.6）可以求得 A 和A 两个值，其中 A 对应于天体“出”的方位角，记为AE，A 对应于天体“没”的方位角，记为 Aw3600AE， ，于是对于月亮则有：sinA cos sint/sin (900r P) （5.7）式中 t 由（5.5）式计算,其他量均与前面公式相同。
