地球自转速度

地球的运动形式

地球绕自转轴自西向东的转动。地球自转是地球的一种重要运动形式，自转的平均角速度为 7.292×10^（-5）弧度/秒，在地球赤道上的自转线速度为 466 米/秒。

地球自转演变

太阳在运行中捕获了地球，地球产生公转F和自转f，如果原始地球不存在自转，地球公转线速度F和地球赤道自转线速度f是相等的。

地球公转轨道线速度（平均）为：29.8公里/秒=107280公里/小时。

地球赤道周长：40076公里。

地球最初的自转一周时间为：

地球自转一周时间=赤道周长/赤道线速度=40076公里/107280公里/小时=0.37小时。

在距今5.43亿年，太阳捕获地球，地球开始有了阳光，地质时期进入显生宙的古生代，

冰川融化，生物界开始爆发式出现即开始复活，在岩石建造上出现大量的灰岩。

从地球最初自转一周0.37小时，经过5.43亿年，地球自转一周为24小时，减慢了：

24小时-0.37小时=23.63小时=83880秒。

减慢速率为：83880秒/543000000年=0.00015秒/年。

周期性变化

20世纪50年代从天文测时的分析发现，地球自转速度有季节性的周期变化，春天变慢，秋天变快，此外还有半年周期的变化。周年变化的振幅约为20～25毫秒，主要是由风的季节性变化引起的。

不规则变化

地球自转还存在着时快时慢的不规则变化。其原因尚待进一步分析研究。

振动数能

美国国立标准技术研究所（NIST）的观察结果表明，长时期以来呈减慢趋势的地球自转速度自1999年开始加快。NIST的时间测定师们称，为调准以地球自转速度为标准的地球时间和原子时钟的时间，自1972年起到1999年的27年来为地球的标准时钟追加过共22闰秒的时间，但1999年后却没有追加过闰秒，是因为地球的自转速度加快了。

格林威治时间所说的一秒是一天的8.641万分之一，而1972年制作的地球时钟所定义的一秒是从铯原子中放射出的光振动91亿9千2百63万1千7百70次所需要的时间。

与铯原子振动数能维持一定速度相比，以地球的自转为准的格林威治标准时间是发生变化的，闰秒就是为了解决这种问题产生的一种时间概念。

ω=2π/（24×3600s）=7.27/100000 rad/s

取用恒星或简单考虑太阳建参考系，综合考虑地球本身的自转和公转，每日（24 hr）地球的自转角度超过一圈（2π），公转一圈会积累2π的差角。考虑此差角的影响，即地球自转周期有所缩短。现简单认为一年有365天，将上式做订正如下：

ω=2π/（24×3600s×365/366）=7.292/100000 rad/s

变化原因

日本东京工业大学的一个研究小组在美国《科学》杂志上发表论文称，地幔最深层处矿物的导电性能远高于下层地幔的其他部分，这可能是使地球自转速度发生周期性变化的重要原因。地球自转一周耗时23小时56分，约每隔10年自转周期会增加或者减少千分之三至千分之四秒。但是科学家们尚不清楚自转周期发生这种变化的具体原因。

东京工业大学教授广濑敬的研究小组人员之前发现与地核相邻的地幔最深层处存在厚约200公里的矿物层，他们给这种矿物起名为后钙钛矿。在研究中，科研人员在实验室中模拟了后钙钛矿在地球内部所处的环境，即约130万标准大气压、2500摄氏度，并在这种状态下测定了后钙钛矿的导电率，他们发现后钙钛矿层的导电性能是下层地幔其他部分的10倍至1000倍。

研究人员认为，流经后钙钛矿层的电流较强，这加强了固态地幔与液态外层地核之间的电磁耦合作用，结果导致地球自转发生周期性的微小变化。

速度计算

①除南北极点外，地球上各点自转角速度均为15°/小时。

②地球自转的线速度，赤道最大，从赤道向两极越来越小，两极为零。

③已知地球表面某点纬度为φ，地球半径为R，该点的线速度为v，则v=2πRcosφ/24，

④若求距地面某点（纬度为φ）高度为h上空，同步卫星的自转速度为u ，

则u=2π（Rcosφ+h）/24。

⑤纬度值为φ的纬线上，其线速度为v=1670·cosφkm/h。

⑥地球的自转速度计算，地球的赤道是L=2πr=2×3.14×6400km=40192km （圆的周长公式），地球自转一圈是24小时，v=L/t=40192km/24=465.18m/s （速度的定义——路程除以时间），所以地球的自转速度为465.18m/s。

自转地理意义

1．是地球有生命的根源之一。东、西半球发生昼夜交替

2.不同地方的时间差异