Akset vippes

Den hældning af aksen eller skævhed er en mængde, som giver vinklen mellem rotationsaksen af en planet (eller af en naturlig satellit af en planet) og en vinkelretdens baneplan .

Egenskaber

I solsystemet har planeterne baner , der alle er omtrent i samme plan. Planet for Jordens bane omkring Solen kaldes ekliptikken . Hver planet drejer også rundt om sin rotationsakse , et fænomen i starten af ​​rækkefølgen af ​​de lokale dage for hver planet. Denne omdrejningsakse er aldrig vinkelret på baneplan af planeten, men hælder med en bestemt vinkel, som varierer meget afhængig af de planeter i solsystemet . Afhængigt af planeterne er denne akse i større eller mindre grad underlagt fænomenet præcession . Men som en første tilnærmelse holder denne rotationsakse en fast retning i rummet på kort sigt.

I tilfælde af Jorden, denne vinkel var, at anvende den langsigtede formel af Laskar (1986), 23 ° 26 '11 0,618 "(eller 23,4365604829 °) i 1 st januar 2021. Dette tal tager ikke højde for wobble hvis vinkel var 1.265 "til 1 st januar 2021. mere almindeligt refererer til hældningen af ekliptika på planet af ækvator , hvilken vinkel er lig med den næstsidste. For at gøre det nemmere for sprog, sidestiller vi undertiden hældningen af ​​aksen og ekliptikens hældning. Vi taler også om ekliptikens skråning, "gennemsnitlig" skråstilling (ε ๐ ), hvis vi ikke tager hensyn til nutation og "ægte" skråning (ε), hvis vi tager den i betragtning, med ε = ε ๐ + Δε, hvor Δε er nutationen i skråstilling. Således 1 st januar 2021 den gennemsnitlige skævhed, ifølge Laskar (1986), var 23 ° 26 '11 0,618 "og den sande skævhed på 23 ° 26' 12,882" ; Bemærk, at på denne dato ifølge modellen P03 (2003), der er anbefalet siden 2006 af UAI og IMCCE, var den gennemsnitlige skævhed 23 ° 26 '11 .570 "og den sande skævhed 23 ° 26 '12.835".

Som et resultat af præcession mister hældningen af ​​jordaksen nu ca. 0,468 "(Laskar, 1986) eller 0,4863" (model P03, 2003) om året.

Ifølge Ptolemaios var det Eratosthenes (ca. 276 - ca. 194 f.Kr. ), der var den første til at demonstrere ekliptikens hældning på ækvator . Den fastsætter sin værdi til 23 ° 51 '. Men Pythéas havde allerede foretaget disse beregninger næsten et århundrede før takket være hans målinger foretaget i Marseille og valideret ved observation af midnatssolen ud over polcirklen under hans ekspedition omkring 325 til 300 f.Kr. Den danske astronom Tycho Brahe bestemte det i 1587 ved 23 ° 30'30 ". Han revurderede det i 1590 ved 23 ° 29'46".

Konsekvenser

Det er eksistensen og vedligeholdelsen af ​​denne naturlige tilbøjelighed, som ved flytning af planeten i dens bane involverer årstidenes rækkefølge . Således for Jorden, fra marts til september, ser den nordlige del af kloden solen højere ved middagstid på himlen end den sydlige del , og det er sommer på den nordlige halvkugle . Da solens stråler ankommer til Jorden i en vinkel tættere på 90 °, modtager et enkelt enhedsareal flere lysstråler end ved middagstid i syd på samme tid. På grund af denne hældning stiger solen tidligere, går ned senere, og dagene er faktisk længere. Solstrålerne på den sydlige halvkugle er meget mere tilbøjelige og vander et større område, så de fordeler mindre varme pr. Enhedsenhed: det er vinter . Solen vises også lavere i horisonten, og dagene er kortere, med en stjerne, der stiger senere og går ned tidligere. Disse effekter er desto mere udtalt, jo større er bredden for observatøren. Ved ækvator er effekten også meget svag, og længden af ​​dagen og natten varierer næppe (selvom solens position på himlen varierer i længdegrad). På polerne er effekten ekstrem, så dag og nat varer 6 måneder hver.

Fra et astronomisk synspunkt kan vi notere fire bestemte punkter på planetens bane i henhold til dens tilbøjelighed:

Supplement

Med hensyn til Jorden er en vigtig egenskab ved skråstillingen den cykliske variation af dens værdi: dette varierer mellem 24.5044 ° (eller 24 ° 30 '16 ") og 22.0425 ° (eller 22 ° 2 '33") efter en cyklus på 41.000 år. Årstiderne varierer derfor alt efter årtusinder med stærk tilbøjelighed eller mindre tilbøjelighed, en stærkere tilbøjelighed, der antyder mere markante årstider. Denne cykliske karakter bruges i cyclostratigrafi . Det blev demonstreret i 1993 af Jacques Laskar , at Månen stabiliserer værdien af ​​skråstillingen omkring 23 ° og dermed forhindrer den i at variere kaotisk . Ifølge WR Ward vil radius af månens bane (som konstant øges på grund af tidevandseffekterne) falde fra 60 til 66,5 gange jordens radius på omkring 1,5 milliarder år. En planetarisk resonans vil derefter forekomme, hvilket inducerer svingninger i hældningen mellem 22 ° og 38 °. Derefter, om cirka 2 milliarder år, når Månen når en afstand på 68 gange Jordens radius, vil en anden resonans forårsage større svingninger mellem 27 ° og 60 °. Dette vil have ekstreme virkninger på klimaet, bortset fra hensynet til solaktivitet.

Hældning af aksen i solsystemet

Type krop Legeme Akset vippes Kommentar
Planet Kviksølv 0,03 °
Venus 177,36 ° Rotationen af ​​Venus er retrograd
jorden 23,44 °
marts 25,19 °
Jupiter 3,12 °
Saturn 26,73 °
Uranus 97,8 ° Uranus 'rotation er retrograd
Neptun 29,58 °
Dværgplanet Ceres 4 °
Pluto 122,53 ° Plutos rotation er retrograd
Naturlig satellit Måne 1,54 ° Jordens naturlige satellit
Callisto 0,19 ° Jupiters naturlige satellitter
Europa 0,47 °
Io 0,03 °
Ganymedes 0,20 °
Titan 0,28 ° Naturlig satellit fra Saturn
Triton 156,86 ° Naturlig satellit af Neptun . Tritons rotation er retrograd

Se også

Referencer

  1. Obliquity-opdatering
  2. Geografi: Jordens rotation
  3. Jean-Étienne Montucla , Matematikhistorie , bind 4, Henri Agasse, 1802, s.  226 .
  4. Lelewel, Joachim (1836): " Pythéas de Marseille og hans tids geografi "
  5. Register over astronomiske konstanter af JC Houzeau Direktør for Royal Annales Observatory of the Brussels Observatory http: //articles.adsabs.harvard.edu/cgi-bin/nph-iarticle_query? Bibcode = 1878AnOBN ... 1 .... 1H & db_key = AST & page_ind = 16 & plate_select = NO & data_type = GIF & type = SCREEN_GIF & classic = JA
  6. (i) J. Laskar , F. Joutel og P. Robutel , "  Stabilisering af Jordens skævhed af Månen  " , Nature , vol.  361, nr .  6413,Februar 1993, s.  615-617 ( ISSN  0028-0836 og 1476-4687 , DOI  10.1038 / 361615a0 , læst online , adgang til 2. juni 2020 )
  7. Ward, WR (1982). "Kommentarer til den langsigtede stabilitet i Jordens skråstilling". Icarus 50: 444-448.

eksterne links

Årstidsfænomenet forklares med hældningen på jordaksen