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# 日長波動

**日長波動**（英語：Day length fluctuations，或**日照长度波动**）是**一天的長度**（length of the day，缩写：**LOD**）變化，肇因於潮汐效應，在長期的地球歷史中是漸增的，但也會在較短的時間範圍內波動。通過原子鐘和衛星雷射測距對時間的精確量測表明，LOD會發生許多不同的變化。這些細微的變化週期從幾周到幾年不等。國際地球自轉服務監測這些變化：它們歸因於地球大氣的動態與其和地球本身之間的相互作用。

在沒有外部扭矩的情況下，地球作為一個整體系統的總角動量必須是恆定的。內部扭矩是由於地核、地函、地殼、海洋、大氣和冰凍圈的相對運動和質量重新分佈造成的。為了保持總角動量恆定，一個區域的角動量變化必須由其它區域的角動量變化來平衡。

地殼運動（如大陸漂移）或極蓋融化是緩慢的長期事件。據估計，地核和地函之間的特徵耦合時間約為十年，而地球自轉速率的所謂「十年波動」被認為是由地核內部的波動轉移到地函上引起的。即使在幾年到幾周的時間尺度上，日長（LOD）也會有很大變化（圖），在消除外部扭矩的影響後，觀察到的LOD波動是內部扭矩作用的直接結果。這些短期波動很可能是由固體地球和大氣之間的相互作用產生的。

其它行星的日長也會波動，尤其是金星行星，它的大氣層非常活躍和强大，使其日長波動可達20分鐘。

## 觀察

日長與基於SI日期的偏差。
大氣角動量（AAM）軸向分量的任何變化都必須伴隨著地殼和地函角動量的相應變化（由於角動量守恆定律）。由於大氣壓力對地函-地殼系統的慣性矩影響輕微，因此主要需要固體地球的角速度發生變化；即LOD的變化。現時可以在僅幾個小時的積分時間內以高精度量測LOD，而且大氣環流模型允許高精度地確定模型中大氣角動量的變化。AAM和LOD之間的比較表明它們是高度相關的。特別地，可以識別LOD的年週期，其振幅為0.34毫秒，在2月3日最大化，以及半年週期，其幅值為0.29毫秒，在5月8日最大化， ，以及10天的0.1毫秒量級的波動。還觀測到反映聖嬰事件的季節間波動和準兩年期振盪。現在人們普遍認為，從幾周到幾年的時間尺度上，LOD的大多數變化都是由AAM的變化引起的。

## 角動量交換

大氣和地球非氣態部分之間角動量交換的一種管道是蒸發和降水。水循環在海洋和大氣之間輸送大量的水。當水（蒸汽）大量的上升時，由於角動量守恒，地球的旋轉必須减慢。同樣的，當水以雨的形式降落時，地球的自轉速度會增加，以保持角動量守恆。任何從海洋到大氣的水團全球淨轉移或相反的轉移，都意味著固體/液體地球的旋轉速度變化，都將反映在LOD中。

觀測證據表明，在超過10天的時間內，AAM的變化與其相應的LOD變化之間沒有明顯的時間延遲。這意味著大氣層和固體地球之間由於表面摩擦而產生的强烈耦合，時間常數約為7天，即埃克曼層的自轉時間。這個自旋時間是大氣軸向角動量轉移到地球表面的特徵時間，反之亦然。

地面上的緯向風分量是描述大氣剛性旋轉的分量，對地球和大氣之間的軸向角動量傳遞最有效。該分量的緯向風在赤道處相對於地面的振幅為「u」，其中「u」>0表示超自轉，「u」<0表示相對於固體地球的逆行。所有其它風項只是將AAM與緯度重新分配，這種影響在全球範圍內進行平均時會抵消。

表面摩擦允許大氣層在逆行旋轉的情况下從地球「吸收」角動量，或者在超旋轉的情况下將其釋放到地球。在較長的時間尺度上進行平均，AAM不會與固體地球發生交換。地球和大氣是解耦的，這意味著負責剛性旋轉的地面緯向風分量的平均值必須為零。事實上，觀測到的地面氣候平均緯向風的經向結構顯示，在±30o緯度以上的中緯度地區有西風（來自西方），即信風；在低緯度地區以及兩極附近有東風（來自東方），即盛行風。
大氣在低緯度和高緯度從地球獲得角動量，並在中緯度向地球傳遞相同數量的角動量。

剛性旋轉緯向風分量的任何短期波動都伴隨著LOD的相應變化。為了估計這種影響的數量級，可以考慮整個大氣在沒有表面摩擦的情况下以速度「u」（以m/s為單位）剛性旋轉。那麼這個值與一天的長度 WIKINIUM\_MATH\_PH\_0 （以毫秒為單位）的相應變化有關。

 WIKINIUM\_MATH\_PH\_1

日長變化的年分量 WIKINIUM\_MATH\_PH\_3  ms對應於超自轉 WIKINIUM\_MATH\_PH\_4 *m/s，半年分量 WIKINIUM\_MATH\_PH\_5 **ms到 WIKINIUM\_MATH\_PH\_6≈0.8m/s。**

## 相關條目

* 大氣層超旋轉

## 參考資料

## 延伸閱讀

* Lambeck, Kurt. The earth's variable rotation: geophysical causes and consequences Digitally printed 1st pbk. Cambridge: Cambridge University Press. 2005. ISBN 9780521673303.
# 热带[编辑]

**热带**（英語：Tropics）的廣義是指地球上南、北回归线（南、北纬23度26分）之间的地区的总称，但在氣候方面一般會進一步區分出赤道熱帶和亞熱帶，无极昼极夜现象。

## 热带气候

热带有时从气候上定义，指最冷月均温在18摄氏度以上的地区，氣候沒有明顯的季節變化，一般被視為季節分別及沒有冬季，但部分地區會分為熱季和涼季。热带的两边是亚热带(在廣義上，嚴格來講熱帶地區包括亞熱帶) 。一些研究显示，气候热带的范围正在变宽。气象学家猜测主要影响因素可能是全球变暖、臭氧层损耗、厄尔尼诺现象以及太平洋海域的定期天气现象等。

热带气候区大多地处赤道及低纬度，故终年高温，气温年较差日较差均较小，但其内部不同地区降水差异很大。柯本氣候分類法，熱帶氣候屬於A類，分別是赤道多雨氣候（Af）、熱帶季風氣候（Am）及熱帶乾濕季氣候（Aw, As）。按周淑贞气候分类法，气候类型有赤道多雨气候、热带海洋性气候、热带干湿季气候、热带干旱半干旱气候和熱帶季風氣候等。

## 熱帶生態

熱帶地區的生物多樣性高。植物相包括熱帶森林包括熱帶雨林、熱帶和亞熱帶針葉林、紅樹林、季風雨林等，還有熱帶草原、沙漠等植物相。熱帶的內溫動物通常體型較小。

## 屬熱帶氣候國家或地区

* 東亞：中华人民共和国（真实热带气候：海南省全省除中部高海拔山区）、中華民國（臺灣）（北迴歸線以南地區）
* 東南亞：越南（中北部以南）、寮國、泰國（不含北部山區）、柬埔寨、緬甸（不含北部山區）、馬來西亞、新加坡、汶萊、菲律賓、印尼、東帝汶
* 大洋洲：美国（夏威夷州平地及佛羅里達州最南端）、澳大利亚北部
* 中美洲：墨西哥（東部和南部沿岸地區）、哥斯达黎加、巴拿马

### 屬熱帶氣候著名城市

* 澳大利亞 達爾文
* 澳大利亞 凱恩斯
* 中国 三亞
* 美国 檀香山
* 美国 邁阿密
* 臺灣 高雄
* 新加坡
* 泰國 曼谷
* 菲律賓 馬尼拉
* 马来西亚 吉隆坡
* 印度尼西亞 雅加達
* 越南 胡志明市
* 印度 孟買
* 奈及利亞拉哥斯
* 厄瓜多尔 基多 (溫帶海洋性氣候)

### 熱帶著名山峰

* 亚洲：查亚峰、京那巴魯山、五指山。
* 非洲：鲁文佐里山、乞力马扎罗山、巴蒂安山。
* 大洋州：毛克山。
* 北美洲：伊拉苏火山。
* 南美洲：奥塔雪山。

* 维基共享资源上的相關多媒體資源：热带

* 哈德利环流
* 热带气候
* 热带雨林
* 亚热带
# 天球[编辑]

天球被天球赤道平分。圖中還可見地球的赤道、天北極和天南極
地球在一個半徑相對細小，以地球為基礎的天球中旋轉的動畫。圖中還可見黃道（紅）和天球坐標系統上的赤經、赤緯（綠）
**天球**（英語：**Celestial sphere**），是在天文學和導航上想出的一個與地球同球心，並有相同的自轉軸，半徑無限大的球。天空中所有的物體都可以當成投影在天球上的物件。地球的赤道和地理極點投射到天球上，就是天球赤道和天極。天球是位置天文學上很實用的工具。

在亞里斯多德和托勒密的模型，天球想像成實際的物體，而不僅僅是一個幾何的投影（參見天球模型）。

## 視差效應

天球可以使用地心為中心，也可以使用地表為中心的體系。前者的作法是假設觀察者位於地球的中心，因此不需要考慮視差的影響。後者的中心是觀測者位於的地球表面，因此地平視差的影響是不能忽略的，特別是月球的位置。

## 天半球

天球被赤道的投影分為兩個空間，分別為南天球和北天球。同樣的，我們也可以在天球上找到北回歸線、南回歸線、天北極和天南極，可以量化天球上各種物體的方向，建構出各種的天球坐標系統。

因为地球是自西向東旋轉，所以我们就把天球看成是自東向西旋轉。

太陽在天球上每天移动约1度，一年则移动一周（360度），这称之为太陽周年视运动，太阳中心在天球上视运动的轨迹则是黄道。

## 恆星時

隨著地球繞著軸心以23小時56分的周期由西向東自轉，天球和所有的天體都以天球極點為中心，以相同的時間由東向西移轉動，這就是周日運動。因此恆星會由東方升起，通過南北向的子午線過中天，然後在西方沒入（除非這顆恆星是拱極星）。第二天晚上，天體在特定的時間會再東升，但是因為我們的鐘表時間是24小時整，因此會提早4分鐘升起；再過一晚早8分鐘升起，也就是說每天都會提早4分鐘。

這種與鐘表時間明顯的不一致是因為太陽不是固定在天球上的天體，每天會在天球上的黃道，一個大圓，向東移動約1°（這是太陽的周年運動，一年在天球上360°，或是完整的圓周）。如果以4分鐘的時間對應於角度的1°（360° = 24小時），則需要額外的4分鐘太陽才會回到上回的相對位置，例如中天的子午線，完成完整的一圈運動要24小時（這是忽略季節性變化的平均值，參見均時差）。

因此，一般的時鐘顯示的是太陽時，天文學家研究恆星運動使用的是恆星時，等同於太陽時的23小時56分。

## 恆星球

天球也可以引用到天球的物理模型，就是所謂的恆星球，這種天球可以顯示出在指定的時間和地點可以看見的部分星座。

## 相關條目

* 渾儀 （Armillary sphere）
* 天文環（Astronomical rings）
* 天球地平（Celestial horizon）
* 分至圈（Colure）
* 保角幾何（Conformal geometry）
* 分點
* 蒼穹（Firmament）
* 地心模型（Geocentric model）
* 北極星
* 逆行
* 定位圈（Setting circles）
* 至點
* 球狀地球（Spherical Earth）
* 黃道帶（Zodiac）

* SkyandTelescope.com SkyChart
* Monthly skymaps for every location on Earth（页面存档备份，存于互联网档案馆）