地球自轉角速度（rotational angular velocity of the earths ）是指地球本體繞通過其質心的旋轉軸自西向東旋轉的單位時間內繞過的角度，一般用ω表示。
基本介紹
- 中文名：地球自轉角速度
- 外文名：rotational angular velocity of the earths
- 符號：ω
- 公式：ω=ψ/t
- 特徵：水平方向南北兩極點無角速度
- 大小：平均角速度為15°/小時
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基本信息
地球自轉角速度定義為地球在單位時間內自轉的角度。角速度在極點為零，地球上每一點都在24小時自轉相同的角度360°，所以除極點外，任何地方的角速度都一樣。
角速度公式
地球自轉角速度=地球自轉一周轉過的角度/所需時間=360°/23小時56分4秒≈15°/小時。地球自轉的平均角速度為7.292x10-5rad/s。即ω=ψ/t，ψ為轉過角度，t為時間。
特徵
自轉是地球的一種重要運動形式，地球自轉的平均角速度為7.292x10-5rad/s，在赤道上的自轉線速度為465m/s。20世紀初人們發現地球自轉速度是不均勻的，存在著以下3種變化：
地球自轉
地球自轉1、長期減慢：這種變化使日的長度在一個世紀內大約增長1~2亳秒，使以地球自轉周期為基準所計量的時間在2000年來累計慢了2個多小時。科學家發現在37000年以前的泥盆紀中期地球上一年大約為400天。引起地球自轉長期減慢的原因主要是潮汐摩擦。
2、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亳秒，主要是由風的季節性變化引起的。
3、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。
變化依據
天文學上的依據
1、長期變化：1755年，德國科學家康德在提出星雲說的同時，提出了潮汐會延緩地球自轉速度的觀點。在我國、古代巴比倫、古希臘等在二千五百年前就有關於日全食的記錄。發現月球的平均運動每年約有10”的加速度，後來發現太陽視運動也有相應的加速現象。根據日全食發生的規律，可精確地推算出幾千年前每次日全食的地點和推算出的地點相比向西偏移了很大距離。這表明，二千五百年來，地球自轉速度有相當的延緩。晝夜延長每百年達0.0024s,而上一世紀記錄到晝夜延長為0.0016S。
2、不規則變化：十七世紀以後，隨著工商業的發展，航海事業跟著發達起來，船舶在海祥中靠觀測月亮定位，需要預先計算月亮的精確位置，編制出月亮歷表。沒有多久，發現月亮歷表所給出的位置與實際有偏差，感到月亮“行動詭秘”。經過長期探索，發現作為計算基礎的均勻時間，與地球自轉的實際情況並不一致。至上世紀三十年代末，發現了行星位置和月亮位置的偏差變化完全與其軌道運動的角速度成比例。這才最終找到了月亮歷表不準確的真正原因是地球自轉不穩定所致。
3、季節性變化：
1935年，利用石英鐘發現地球自轉角速度的周期變化。按石英鐘和擺鐘所給資料，一般以三月份為最慢，八月份最快。年內晝夜長短變化，一年內達0.0025S。季節性的月長變化約為0.64s，相對變化串約70 X 10-1。這種變化主要來自冰雪、洋流、大氣層環流的季節性變化和固體潮的影響等。
地質學上的依據
海水進退規程，提供了地球自轉角速度變化的一個證據。構造體系的規律性分布、相互複合及其先後出現沉積岩相、古氣候、古生物等的規律分布和沿徑向遷移等提供了地球自轉角速度變化的另一些證據。
古生物學上的依據
據Wells (1963 )對中泥盆世的脊板珊瑚、內珊瑚和蜂巢珊瑚研究時發現，這些珊瑚每年細生長紋一般具385一410餘條，即平均為100條左右，他用每個紋層代表一天，400個紋層代表一年來解釋。這一發現引起了地學界學者們的廣泛重視，人們相繼進一步研究了珊瑚類、瓣鰓類、疊層石、箭石等化石後，大體上證實了顯生宙從早古代至今，每年天數和每個朔望月天數均有減少之趨勢。這個結論與天文學所得月球逐漸遠離地球而去的觀測數據基本一致。影響古生物生長紋層的因素很多，由於計時的準確性上還未達到足夠精確的度，也未能區分出長期變化和不規則變化，關於地球公轉和自轉速度變化方面的工作還剛始進行。儘管如此，已可看出在漫長的地質時期，地球自轉角速度曾經發生過較大幅度變化。
變化原因
地球自轉角速度變化原因分為內因兩個方面。
外因
1、太陽和月亮對地球潮汐的作用：首先，月亮繞地球運轉到赤道上空時，月亮視赤緯角等於零度，月亮對大氣的引潮力達到最大值，大氣的緯向風速增加，地球的自轉角速度減小，日長增加；反之，當月亮視赤緯角絕對值達到最大值，月球對大氣的引潮力減小，大氣緯向風速減小，地球自轉角速度增加，日長減小。其次，凡包含月亮近地點P的波，其波峰的振幅較高，而包含月亮遠地點A的振幅較低，因為月亮離地球越近，月亮引潮力對大氣的作用越大；反之，月亮離地球越遠，月亮引潮力對大氣的作用越小。太陽潮也有類似的影響。
2、太陽產生的各種場對地球自轉速度變化的影響：地球的日周長與太陽黑子的十一年周期變化相對應。即日周長突變的時間幾乎經常地恰好與太陽黑子十一年周期的極值相一致，或差不多在五、六年周期的最大值。表明太陽黑子活動和磁場十一年變化的周期，與地球自轉角速度變化相對應。
內因
地球內部物質的物理化學狀態變化，如溫度變化、相變、重結晶作用和重力分異作用等，導致物質密度變化,對地球自轉角速度的某些影響。地球內部特別是在地殼中散布的放射性物質，其蛻變便要產生熱量，所產生的熱量與地殼向外散失的熱量相等甚或略有富餘。如果地殼內部的溫度增高，就會產生重力分異，對流和均衡代償，引起地殼內部物質再分配。這給發動構造運動提供了一定條件，也影響地球自轉角速度的變化。
