岁差

岁差又称进动，是指某一天体的自转轴推向在其他天体的引力的作用下，相对于空间中的惯性坐标系所发生的缓慢且连续的变化。

太阳、月亮对地球的引力作用，使地球自转轴在空间绕北黄极顺行旋转，平均北天极也以同样方向绕北黄极旋转。这种现象叫作赤道岁差。

除日月对地球的引力外，还有其他行星对地球的引力，尽管这种引力很小，不足以改变地轴在空间的方向，但它能使地球绕日公转不严格遵守开普勒定律，而使黄道面移动。这种由于行星引力的摄动作用而使黄道面产生的变化叫作行星岁差。在行星岁差的影响下，黄赤交角缓慢地变小，每百年变小约47′′，这一数值与赤道岁差引起的地轴每年转动50.37′′相比是很小的。

由于行星的万有引力而导致地月系质心绕日公转平面（黄道面）发生变化，从而导致春分点在天球赤道上每年向东运动约0.1′′的现象称为黄道岁差。黄道面的变化还将使黄赤交角每年减小约0.47′′。

地轴运动是由于日月等天体对地球赤道隆起部分的引力不等造成的，它会造成二分点西移，速度是每年50′′.29，也叫总岁差。总岁差由日月岁差和行星岁差共同形成。其中日月岁差自东向西，速度为每年50′′.42,而行星岁差自西向东，速度为每年0′′.13，二者合起来叫总岁差。

公元前273年，古希腊天文学家提摩卡里斯测得室女座星的黄经值为172°，公元前129年，古希腊天文学家喜帕恰斯测得该星的黄经值是174°，由此他断定，此星在144年内相对于春分点移动了2°，而且移动的方向是逆行的。这颗星在1950年测得的黄经值是203°08′，即在2222年内移动了31°，每年平均50.2”。喜帕恰斯称黄经增加的这一现象为岁差，解释为恒星天球围绕对于恒星是固定的黄极有一种顺向转动。

4世纪，中国晋代天文学家虞喜在分析古星图和星空时，也发现星星的位置略有偏移，进而发现了岁差，并定出冬至点每50年后退1°，《宋史·律历志》记载：“虞喜云：‘尧时冬至日短星昴[mǎo]，今二千七百余年，乃东壁中，则知每岁渐差之所至。’”岁差这个名词也由此而来。现在所采用的解说是后来哥白尼提出的：地轴的方向在空间不固定，但它与黄道所成的交角不变，它运动的轨迹是一圆锥，因而北天极在恒星天球上所行经的路线是一个黄纬为（90°-ε）的小圆。春分点以每年50.26的速度在黄道上西移，约26000年移动一周，这也就是北天极绕黄极运行的周期。

天赤道面与地轴垂直，地轴运动也带动了天赤道以50.29′′的速度由东向西顺时针行进，而位于黄、赤道交点的两分点也会随之进动，这就是岁差的成因。

岁差本身不能改变半球接收的年入射辐寸量，只改变接收的时间。当某半球的夏季处于近日点时，这个半球就经历了一个短热的夏季和一个长而冷的远日点冬季，即季短而暖的冬季，季节性不强。当然，这里的节性增强。而相反的半球有长而凉夏季热与冷、暖与凉都是相对的。岁差是唯一在世纪时间尺度上应该注意的轨道参数，一个世纪内季节可向前推进1.4天。近几个世纪，它已经导致了北半球6冷春、长的夏季和冬季开始时间的延迟。岁差的周期气候旋回幅度受偏心率控制，中低纬度气候影响大，对极区影响小。岁差对地球气候有重要影响。目前地球处于近日点的时间是每年的1月；处于远日点的时间则是每年的6月。这对地球的温度有调节作用，不会引起在北半球冬天过冷和南半球夏日过热的结果。但也许1万年以后的地球与今天的地球就会迥然不同。那时地球可能会在6月份时到达近日点而在1月份时到达远点届时，南北半球四季的温度变化将走向极端，越是冬天北半球越冷，而越是夏天南半球就越热。

普通意义上的一年是指地球两次经过春分点的时间间隔,称为回归年,包括365.242的太阳日。太阳日是指地球自转一周所需要的时间。人们普遍认为一个太阳日的长度是 86400 秒，即2小时。但当我们测量地球两次经过近日点的时间间隔时却有所不同,此时的一年为365.259个太阳日比归年多出2513分钟这意味着地球在两个近日点之间运行的速度比在两个春分点之间运行的速度要慢，结果是每隔57.3年要多出一天。这就是岁差。

正是由于岁差影响，太阳视运动每年回到春分点所需的时间要比绕黄道一周所需的时间短，回归年是太阳连续两次通过春分点的时间间隔，一个回归年等于365.2422平太阳日，即36554846′′，恒星年是太阳连续两次通过同一恒星的时间间隔，一个恒星年等于365.2564平太阳日，即3656913′′。因此回归年比恒星年约短2027′′。

回归年，也叫太阳年。地球连续两次通过赤道平面与黄道平面的同一交点(春分点或秋分点，即地球绕太阳公转一周)的时间称为一个回归年。由于春分点与秋分点每年向西移动50′′。因此回归年较恒星年短，其长度为365.24219日，或365日5时48分46秒，比恒星年短20分23.5秒。回归年是地球上季节变化的周期。而季节变化的周期与人类所有活动的关系极为密切，所以历法上太阳历是以回归年为依据的。

“恒星年”即地球绕太阳一周实际所需的时间间隔，也就是从地球上观测，以太阳和某一恒星在同一位置上为起点，当观测到太阳再回到这个位置时所需的时间，多在天文学上使用。现在的实测是：一个恒星年等于365. 25636日或365日6时9分10秒。“恒星年”日数是大于“回归年”的。

由于月球、太阳和各大行星与地球间的相对位置存在周期性的变化，因此作用在地球赤道隆起部分的力矩也在发生变化，地月系质心绕日公转的轨道面也存在周期性的摄动，因此，在岁差的基础上还存在各种大小和周期各不相同的微小的周期性变化—章动。其中最主要的一项是幅度为9.2′′（交角章动），周期为18.6年的周期项。这是由于月球绕地球的公转轨道面——白道平面与地球赤道平面之间的交角会以18.6年的周期在18°17'至28°35′之间来回变化而引起的。

地球自转轴与地面的交点称为地极。由于地球表面的物质运动（如洋流、海潮等）以及地球内部的物质运动（如地慢的运动）会使极点（严格地说应该是天球历书极）的位置产生变化，这种现象称为极移。

虽然是地球自转轴的运动，但它们的运动形式、运动周期和运动结果却完全不同。它们的主要区别在于：极移是在不受外力作用下，自转轴在地球内部作自由摆动，瞬时极绕着平均地极运动，运动轨迹是条弯曲的非闭合曲线，其主要周期为近14个月的钱德勒周期。它不改变天极和天赤道在恒星间的位置，对于天体的赤道坐标和黄道坐标没有影响，只能使地理坐标产生微小的变化。岁差和章动是在外力作用下自转轴在空间的受迫运动。天极围绕着黄极作圆周运动，周期约为25800年。天极的运动使得天极、天赤道和春分点在恒星间的位置都不固定。结果，使回归年的长度短于恒星年，天体的赤经、赤纬和黄经都受到影响，但却不会改变地理经度和地理纬度的数值。