基本介紹
- 中文名：地球自轉速度
- 外文名：Rotation speed of Earth
- 平均角速度：7.292×10^（-5）弧度/秒
- 周期性變化：春天變慢，秋天變快
地球自轉演變,周期性變化,不規則變化,振動數能,變化原因,速度計算,自轉地理意義,
地球自轉演變
太陽在運行中捕獲了地球，地球產生公轉F和自轉f（如下圖），如果原始地球不存在自轉，地球公轉線速度F和地球赤道自轉線速度f是相等的。
地球公轉軌道線速度（平均）為：29.8公里/秒=107280公里/小時。
地球赤道周長：40076公里。
地球最初的自轉一周時間為：
地球自轉一周時間=赤道周長/赤道線速度=40076公里/107280公里/小時=0.37小時。
在距今5.43億年，太陽捕獲地球，地球開始有了陽光，地質時期進入顯生宙的古生代，
冰川融化，生物界開始爆發式出現即開始復活，在岩石建造上出現大量的灰岩。
從地球最初自轉一周0.37小時，經過5.43億年，地球自轉一周為24小時，減慢了：
24小時-0.37小時=23.63小時=83880秒。
減慢速率為：83880秒/543000000年=0.00015秒/年。
周期性變化
20世紀50年代從天文測時的分析發現，地球自轉速度有季節性的周期變化，春天變慢，秋天變快，此外還有半年周期的變化。周年變化的振幅約為20～25毫秒，主要是由風的季節性變化引起的。
不規則變化
地球自轉還存在著時快時慢的不規則變化。其原因尚待進一步分析研究。
振動數能
美國國立標準技術研究所（NIST）的觀察結果表明，長時期以來呈減慢趨勢的地球自轉速度自1999年開始加快。NIST的時間測定師們稱，為調準以地球自轉速度為標準的地球時間和原子時鐘的時間，自1972年起到1999年的27年來為地球的標準時鐘追加過共22閏秒的時間，但1999年後卻沒有追加過閏秒，是因為地球的自轉速度加快了。
與銫原子振動數能維持一定速度相比，以地球的自轉為準的格林威治標準時間是發生變化的，閏秒就是為了解決這種問題產生的一種時間概念。
ω=2π/（24×3600s）=7.27/100000 rad/s
取用恆星或簡單考慮太陽建參考系，綜合考慮地球本身的自轉和公轉，每日（24 hr）地球的自轉角度超過一圈（2π），公轉一圈會積累2π的差角。考慮此差角的影響，即地球自轉周期有所縮短。現簡單認為一年有365天，將上式做訂正如下：
ω=2π/（24×3600s×365/366）=7.292/100000 rad/s
變化原因
日本東京工業大學的一個研究小組在美國《科學》雜誌上發表論文稱，地幔最深層處礦物的導電性能遠高於下層地幔的其他部分，這可能是使地球自轉速度發生周期性變化的重要原因。 地球自轉一周耗時23小時56分，約每隔10年自轉周期會增加或者減少千分之三至千分之四秒。但是科學家們尚不清楚自轉周期發生這種變化的具體原因。
東京工業大學教授廣瀨敬的研究小組人員之前發現與地核相鄰的地幔最深層處存在厚約200公里的礦物層，他們給這種礦物起名為後鈣鈦礦。 在研究中，科研人員在實驗室中模擬了後鈣鈦礦在地球內部所處的環境，即約130萬標準大氣壓、2500攝氏度，並在這種狀態下測定了後鈣鈦礦的導電率，他們發現後鈣鈦礦層的導電性能是下層地幔其他部分的10倍至1000倍。
研究人員認為，流經後鈣鈦礦層的電流較強，這加強了固態地幔與液態外層地核之間的電磁耦合作用，結果導致地球自轉發生周期性的微小變化。
速度計算
①除南北極點外，地球上各點自轉角速度均為15°/小時。
③已知地球表面某點緯度為φ，地球半徑為R，該點的線速度為v， 則v=2πRcosφ/24，
④若求距地面某點（緯度為φ）高度為h上空，同步衛星的自轉速度為u ，
則u=2π（Rcosφ+h）/24。
⑤緯度值為φ的緯線上，其線速度為v=1670·cosφkm/h。
⑥地球的自轉速度計算，地球的赤道是L=2πr=2×3.14×6400km=40192km （圓的周長公式），地球自轉一圈是24小時，v=L/t=40192km/24=465.18m/s （速度的定義——路程除以時間），所以地球的自轉速度為465.18m/s。
自轉地理意義
1．東、西半球發生晝夜交替
2.不同地方的時間差異
1）經度不同，地方時不同，經度相差15度，時間相差1小時。）日界線：國際日期變更線，180度經線。
6）台北時間：東八區區時（120度E的地方時）
2）全球被劃分為24個時區。
3）各時區區時採用本時區中央經線（時區數乘以15度）的地方時。
4）時差：相差1經度，時差4分鐘。
3、物體偏向
4,日月星辰的東升西落
