关于地球自转速度的关键要点
地球相对于其轴线的自转速度约为每小时1000英里。
由于地球自转,您具体的自转速度取决于您的纬度。您离赤道的距离越远,移动的速度就越慢。当您站在两极时,您基本上只是原地旋转。
尽管以超过1000英里的时速旋转,但我们却感觉不到。这是因为地球的自转非常平稳且一致。
地球可预测的自转使我们有了白天和黑夜,控制着我们的时间感,甚至有助于稳定我们的气候。但无论它看起来多么稳定,我们星球的自转速度都会常规地加速、减慢并以科学家能够并且确实测量到的精度(精确到秒的几分之一)进行波动。
地球的自转速度是多少?
在赤道,地球相对于其轴线的自转速度高达每小时1000英里。这大约是商用飞机巡航速度的两倍。然而,这种惊人的速度在全球范围内并不均匀。
由于地球自转,您具体的自转速度取决于您的纬度。您离赤道的距离越远,移动的速度就越慢。当您站在两极时,您基本上只是原地旋转。
为什么地球的自转每天都会变化
地球的自转速率也不是完全恒定的。事实上,地球自转一周所需的时间每天可能会变化数毫秒。
“‘日长’(LOD)的这种变化是由于大气变化、地球核心的运动以及月球对潮汐的影响之间复杂的相互作用,”美国海军天文台(USNO)的公共事务专员Kimberly Rupley说。
科学家如何测量地球的自转速度

(图片来源:sciencepics/Shutterstock)
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在美国海军天文台,研究人员以非凡的精度跟踪这些变化。Rupley说:“国际地球自转和参考系统服务局(IERS)的快速服务/预测中心位于美国海军天文台,它持续监测地球的方向并将这些信息传播给许多组织。”
尽管日长这些波动仅以毫秒计,但它们仍然很重要。
Rupley说:“在美国海军天文台,地球定向部负责确定和预测地球地面参考系相对于天体参考系的随时间变化的对齐方式,这通常被称为地球定向参数(EOPs)。”
这些EOPs每天都会更新,并与世界各地的机构共享,然后它们会被用于诸如精确卫星在地球表面的定位和导航等用途。
用于计算EOPs的数据主要来自一个无线电望远镜网络,该网络使用一种称为甚长基线干涉测量(VLBI)的技术协同工作。
Rupley说:“通过对类星体和活跃星系核[AGNs]进行重复观测[同一物体,同一时间],我们可以测量物体[如类星体]在天平面的精确位置,还可以测量地面上每个望远镜的精确位置。”
是什么导致了地球微小的波动?
您可以将地球轻微不稳定的自转速率归咎于我们不断变化的质量。
Rupley说:“许多因素,如月球潮汐和我们星球的天气模式,会导致地球质量分布的变化,从而改变其形状。地球的自转速率将根据其形状而变化,我们随后可以通过这些日常测量来记录。”
例如,当地球上的水分布随着时间的推移而变化——由于冰川融化、海平面变化或其他因素——它会稍微改变地球的自转,就像花样滑冰运动员收紧手臂以加快旋转速度一样。地球内部的相互作用也是如此,例如地球熔融外核流的变化。
再加上月球的引力影响、构造板块的运动、急流的变化,甚至主要地震,您就可以明白为什么日长出现毫秒级的变化相对常见了。
Rupley说:“所有导致地球自转速度的因素都使得预测变得困难,这就是为什么必须持续观测它的原因。这些数据对我们导航地球和太空至关重要。”
阅读更多:如果地球停止旋转会怎样?
为什么我们感觉不到地球在旋转?
尽管以超过1000英里的时速旋转,我们却感觉不到。这是因为地球的自转非常平稳且一致。Rupley说,我们看到的差异大约是百万分之一的百分比。就像坐在以恒定速度在笔直道路上行驶的汽车里的乘客一样,如果没有视觉线索,您甚至不会知道地球在旋转。
重力也很好地将我们的双脚牢牢地固定在地面上。尽管地球自转确实会产生微小的离心加速度,但地球重力的向心力是其数百倍。因此,除非您在仰望星空或一整天都在关注太阳的位置,否则您可能根本不会注意到地球的自转。
尽管如此,尽管我们脚下的地面感觉静止不动,但我们都知道事实并非如此。
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天文学161:太阳系天文学导论。第21讲:地球的自转与公转
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