第三章  天体视运动 apparent motion  of celestial body第一节 天体周日视运动 diurnal apparent motion of celestial body  一、天体周日视运动的成因及其运动规律            地球每日绕地轴自西向东自转一周，引起天球带着所有天体每日相对于地球自东向西运动一周的现象称为天体周日视运动。   恒星：周日视运动轨迹是平行于天赤道的小圆即赤纬平行圈，又称周日平行圈  太阳、月亮和行星：一条连续的球面螺旋线。 二、天体周日视运动的现象     1.天体的出没（rise and set of celestial body）              在周日视运动中，当天体中心通过测者地心真地平（celestial horizon）时称天体的真出没。          当天体中心位于东方真地平时称为真出(true rise)，           位于西方真地平时称真没（true set）。     当测者的纬度一定时，有出没天体的赤纬Dec应满足：  Dec＜90?－ φ  1．???? 天体的中天（meridian passage）  在周日视运动中，当天体中心经过测者子午圈时，称天体中天。  （1）天体中心经过测者午圈时称天体上中天（upper meridian passage）。   天体中天时的高度称中天高度Ｈ，如果测者纬度和天体赤纬Dec不变，这时天体的高度最高:    H＝（90?－φ）±Dec  上式中：Dec与φ同名取＂＋＂，Dec与φ异名取＂－＂； 当（90?－ φ ）±Dec 90°时， H＝180?－〔（90?－ φ ）±Dec〕。  （2）天体中心通过测者子圈时称下中天（lower meridian passage）， 此时天体的地方时角LHA＝180°。   3．天体在上天半球运行现象   现以北纬测者（0?< φ < 45?N）为例  （1）有出没的天体，其赤纬Dec<90?－?： 当Dec= ?时，天体中天时过天顶，其中天高度为90°，经过NE、NW两个象限；  ? Dec与?异名，天体F：出SE象限，没SW象限，经过SE、SW两个象限。在地平上的时间小于地平下的时间。  为了便于对照记忆，将常涉及到的几种现象列于下表   4．不同纬度上天体周日视运动现象  （1）测者位于赤道上（ ? ＝0°） 测者能见全天所有天体。  （2）测者位于两极(?＝90°N或S)  所有天体均无出没现象，Dec与?同名的天体不没，Dec与?异名的天体不出。 这时测者能见半个天球上的天体。而且所有天体的高度均等于其赤纬。 太阳赤纬（23?27?N≤Dec⊙≤23?27?S），太阳不出没的条件是其赤纬             Dec⊙≥90?－ ?                 ?≥90?－Dec⊙  故?与Dec⊙同名时，会发生极昼现象，  ?与Dec⊙异名时，会发生极夜现象。 注：能否见到极昼或极夜现象与测者所在经度无关。  （3）测者位于任意纬度（0?< ?< 90?） 测者纬度愈高，不出没的天体愈多（能见天体愈少）。 对于有出没的天体，其在地平上的时间随着测者纬度和天体赤纬的不同而变化。 当天体赤纬等于0?时，各地所见该天体在地平上、下的时间均相等；  当测者纬度与天体赤纬同名时，纬度越高，天体在地平上的时间越长  当测者纬度与天体赤纬异名时，纬度越高，天体在地平上的时间越短。    三、天体周日视运动引起天体坐标的变化  1．天体时角LHA的变化对其高度h变化的影响  sin h＝sin ? sin Dec＋cos ? cos Dec cos LHA 上两式中的“一”号说明高度h随半圆时角LHA的增大而减小。  当天体上中天时，其方位角Ａ＝0°或180°，高度变化率为零，说明高度变化最慢。  当天体过东西圈（卯酉圈）时，其方位角Ａ＝90°或270?，高度变化率＝cos ?，说明高度变化最快。 当天体距角时，其位置角X=90°，高度变化率＝－cos Dec，说明高度变化最快。   综上所述得出以下结论：  （1）当天体中天时，其高度变化最慢，在中天附近其高度变化缓慢； （2）当天体过东西圈时，其高度变化最快，且与测者纬度有关； （3）当天体距角时，其高度变化最快，且与天体赤纬有关。   2．天体时角LHA的变化对其方位Ａ变化的影响  对有出没并过东西圈的天体（Dec<90?－φ ，Dec<φ且同名）来说，当天体出没和过东西圈时，方位变化率相等，均为－sin ? 。 可以证明，当天体介于出与东圈之间时（或西圈与没之间时），存在使方位变化率取得最小值的一点. 天体位于该点时其方位变化最慢，在该点前后其方位变化缓慢。   综上所述得出以下结论：  （1）当天体中天时，其方位变化最快，且与Dec和h有关，当Dec一定，中天高度越高（即纬度越低），方位变化越快； （2）当天体距角时，其方位变化最慢； （3）当天体介于出没与东西圈之间时，其方位变化缓慢。 小结 （1）当天体中天时，其高度变化最慢，其方位变化最快； （2）当天体过东西圈时，其高度变化最快， （3）当天体距角时，其高度变化最快，其方位变化最慢。 （4）当天体介于出没与东西圈之间时，其方位变化缓慢。 第二节 太阳周年视运动Solar annual apparent motion   一、太阳周年视运动的成因  地球除自转外，每年(约365.2422日)还绕太阳自西向东公转一周，由此而引起太阳每年相对地球自西向东运动一周的现象称为太阳周年视运动。  1黄道（ecliptic）：地球公转轨道面与天球截得的大圆，亦即太阳周年视运动的轨迹。 黄道平面与天赤道平面的夹角ε＝23?27?，该角称为黄赤交角obliquity of the ecliptic 黄道与天赤道交于两个点，称两分点。太阳赤纬由S变为Ｎ所经过的一点称春分点?（vernal equinox），另一点为秋分点?（autumnal equinox）。  在黄道上距两分点90°的两个点，称两至点。太阳赤纬为N时所经过的一点称夏至点?。另一点为冬至点?。  二、太阳周年视运动的规律  1．运动规律  2．太阳周年视运动为不等速运动     太阳从春分点运行到秋分点（180°）需要约186天，而由秋分点运行到春分点（180°）则需要约179天，两者相差7天。所以，太阳在周年视运动的全过程中为不等速运动。  3．四季和四季星空划分  太阳赤纬周期性的变化，使地球产生了四季，即地球上的冷暖主要取决阳光的直射和斜射（与太阳赤纬有关），而不是地球距太阳的远近。每年6月22日前后（地球接近远日点）  三、在周年视运动中太阳赤经、赤纬的变化  由于太阳在黄道上作不等速的周年视运动，而且黄道与天赤道又有一个23?27的夹角，所以在太阳周年视运动中其赤经、赤纬的日变化量是不相等的。  春分点前后d RA⊙≈54′.3   ；  夏至点前后d RA⊙≈62 ′. 3   ； 秋分点前后d RA⊙≈53 ′. 8   ；  冬至点前后d RA⊙≈66 ′. 6   。 在近似计算时，太阳平均赤经日变化量可取1°。  四、太阳视运动的轨迹是一条连续的球面螺旋线  由于太阳周日视运动和周年视运动是同时存在的，因此，我们所见太阳视运动是这两种运动的合运动。 太阳视

2.3第三章__天体视运动.ppt