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章动

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章动(nutation)是在行星或陀螺仪的自转运动中,轴在进动(岁差)中的一种轻微不规则运动,使自转轴在方向的改变中出现如“点头”般的摇晃现象。
行星的章动来自于潮汐力所引起的分点岁差,并使得岁差的速度不是常数,而会随着时间改变。这种现象是英国的天文学家詹姆斯·布拉德利在1728年发现的,但直到20年后才得到解释。
由于对行星的动力学已经有充分的了解,只有几个秒弧变化的章动值已经可以计算出数十年的周期变化。但另一种会干扰自转的极移(polar motion)仍只能估计几个月后的变化,因为它会受到风、洋流、以及地核的运动影响,使得他的变化迅速且难以预测。
章动的数值通常可以分为平行和垂直于黄道的两个分量,在黄道上的分量称为黄经章动,垂直黄道的分量称为斜章动。由于天球座标系统是以赤道和分点为基础,这也意味着地球赤道向外投影到天球上的大圆,和一条线在圈子上的交点,被称为春分点的,是测量赤经的起始位置,而这个点会受到分点岁差和章动的影响而被改变,因此理论上岁差和章动的值还需要取决于座标系统所参考的日期。用更简单的术语来说,要从地球的观察计算出天体的视位置,章动(和岁差)的值是很重要的项目。

地球的章动编辑本段回目录

在地球,潮汐力主要来自太阳月球,两者持续的改变彼此间相对的位置,造成的地球自转轴的章动。地球章动最大分量的周期是18.6年,与月球 轨道交点的进动周期相同,然而,在更精确的的计算中还有其他值得注意的周期项目需要被加入。在数学上的描述(方程式的建立)可以参考"章动的理论" ([1])。通常,理论就是理论,在运用物理定律和天文学上的测量结果之外,或多或少的有一些凭感觉加入的特别方法或参数,藉以获得最佳的数据和观测结果密切的结合。由国际地球自转和参考系统服务(IERS[2])所出版的刊物可以看出,将地球看成一个简单的刚体不能得到适切的理论结果,必须给予一些变形,才能在理论上得到较合于实际观测的解释。

章动的数值编辑本段回目录


章动的主要项目来自于月球交点的退行,两者有相同的周期,都是6798天(18.6年),在黄道上的黄经章动分量是17.24",垂直于黄道的斜章动是9.21"。另一个较明显的周期是183天(0.5年),章动分量分别是1.3"和 0.6"。有趣的是,周期在5.5至6798天之间,变动幅度大于0.0001"(目前测量能力能达到的数值)的项目,似乎都避开了34.8至91天的范围。因此,这就成为章动的长周期项和短周期项的分界,长周期项会在年历中提及并算出供参考,短周期项就只能从及时的短期预报中查表来做即时的修正。

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