球面天文学和纬度

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球面天文学和纬度之间的区别

球面天文学 vs. 纬度

球面天文學也稱為位置天文學，是天文學的一個分支，用於確定在任何一個日期和時間由地球上的任意地點所看見的物體在天球上的位置。這是天文學最古老的分支之一，依靠數學的球面幾何學和測量的天體測量學為工具，可以回溯至上古。觀測天體並且持續紀錄，對宗教、守時和航海都是很重要的工作。在天文學上，精確的測量天體位置的科學稱為天體測量學。 球面天文學的主要元素是座標系統和時間。天體在天球上的位置最常使用赤道座標系統，是以地球赤道在天球上的投影為基礎建立的。天體在這個系統內的位置以赤經（α）和赤緯（δ）來標示。相對於地點和時間的位置則可以使用地平座標系統以高度和方位來表示。 在星表中臚列出來的星系和恆星的位置，都是在特定年份中的位置。由於歲差和章動的雙重影響，會使天體的位置隨著時間而改變，而這些與地球的運動有關的位置改變，都會在週期性的出版品上予以修正。 天體曆是確認太陽和行星位置使用的參考表，其中列出了這些天體在特定時間於天球上的位置，可以經由適當的轉換得到在其他座標中的位置。 人類以肉眼在最好的環境下約可見6,000顆恆星（全天計），但在任何時間都有一半是在地平線下看不見的。現代星圖中，人類把天球劃分成88個星座並有標準的星座邊界，每一顆恆星僅能歸屬於一個星座。星座在航海上非常有用，舉例如居於北半球，可利用北極星找到北方，因為它永遠位於天北極附近。. 纬度（φ）是一个地理坐标，用以确定一点在地球表面上的南北位置。纬度是一个角度，其范围从赤道的0度到南北极的90度。纬度相同的连线或其平行线，是一个与赤道平行的大圆。纬度通常与经度一起使用以确定地表上某点的精确位置。在定义经纬度的时候，做了两个抽象假设。第一，以大地水准面来代替地球的物理表面，大地水准面是一个假想的由地球上静止平衡的海平面延伸到陆地内部而形成的闭合曲面。第二，用一个数学上简单的参考表面来作为大地水准面的近似。最简单的参考表面为球面，但是用旋转椭球面来模拟大地水准面要更为准确些。经纬度在这个参考表面上的定义将在下文中详细说明，经度相同和纬度相同的点的连线共同构成了这个参考表面上的经纬网。地球真实表面上一点的纬度和其在参考表面上的对应点一致，过地球真实表面上一点作参考表面的法线，该法线与参考表面的交点即为真实表面上那一点的对应点。纬度，经度和遵循某种规范的高度共同组成了 ISO 19111 标准中所定义的地理坐标系统。 由于有不同的参考椭球面，地表上一点的纬度特征也就并不唯一。ISO标准中关于这一点的描述为：如果坐标参考系统没有完全定义，那么坐标(主要指经度和纬度)顶多是模糊不清的，至少也是毫无意义的。这对于精确的应用非常重要，比如GPS，但是，在一般的使用中，并不需要很高的精度，通常也就不提及参考椭球面。 在英文文本中，纬度通常使用小写希腊字母phi (φ)来表示。它以度、分、秒或者小数形式的度来计量，再附上N或S来表示北纬或南纬。 无论是为了使用经纬仪还是为了确定GPS卫星的轨道，纬度的测量都要求人们对地球重力场有充分的了解。研究地球的轮廓及其重力场的学科是大地测量学，这些内容将不会在此文中讨论。通过简单的名称变换，这篇文章里涉及到的地球坐标系统也可以扩展运用到月球，行星和其它天体上。 纬度数值在0至30度之间的地区称为低纬度地区；纬度数值在30至60度之间的地区称为中纬度地区；纬度数值在60至90度之间的地区称为高纬度地区。 赤道、南回归线、北回归线、南极圈和北极圈是特殊的纬线。.

地球

地球是太阳系中由內及外的第三顆行星，距离太阳约1.5亿公里。地球是人類已知宇宙中唯一存在生命的天体，也是人類居住的星球，共有74.9億人口。地球质量约为5.97×1024公斤，半径约6,371公里，密度是太阳系中最高。地球同时进行自转和公转运动，分别产生了昼夜及四季的变化更替，一太陽日自转一周，一太陽年公转一周。自转轨道面称为赤道面，公转轨道面称为黄道面，两者之间的夹角称为黄赤交角。地球仅擁有一顆自然卫星，即月球。 地球表面有71%的面积被水覆盖，称为海洋或可以成为湖或河流，其余是陆地板块組成的大洲和岛屿，表面分布河流和湖泊等水源。南极的冰盖及北极存有冰。主體包括岩石圈、地幔、熔融态金属的外地核以及固态金属的內地核。擁有由外地核產生的地磁场。外部被氣體包圍，称为大氣層，主要成分為氮、氧、氬。 地球诞生于约45.4亿年前，42億年前開始形成海洋。并在35亿年前的海洋中出现生命，之后逐步涉足地表和大气，并分化为好氧生物和厌氧生物。早期生命迹象产生的具體证据包括格陵兰岛西南部中拥有约37亿年的历史的石墨，以及澳大利亚大陆西部岩石中约41亿年前的 Early edition, published online before print.。此后除去数次生物集群灭绝事件，生物种类不断增多。根据学界测定，地球曾存在过的50亿种物种中，已经绝灭者占约99%，据统计，现今存活的物种大约有1,200至1,400万个，其中有记录证实存活的物种120万个，而余下的86%尚未被正式发现。2016年5月，有科学家认为现今地球上大概共出现过1--种物种，其中人类正式发现的仅占十万分之一。2016年7月，科学家称现存的生物共祖中共存在有355种基因。地球上有约74亿人口，分成了约200个国家和地区，藉由外交、旅游、贸易、传媒或战争相互联系。.

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黄道

道是太阳在天球上的视运动轨迹，它是黄道坐标系的基准。另外，黄道也指太阳视运动轨迹所在的平面，它和地球绕太阳的轨道共面（看起来像是太阳绕着地球转） 。太阳的视运动轨迹并不能经常被观测到，地球自转产生了日出与日落的变化，这掩盖了太阳相对其他星星运动的轨迹。 黃道是在一年當中太陽在天球上的視路徑，看起來它在群星之間移動的路徑，明顯的也是行星在每年中所經過的路徑。更明確的說，它是球狀的表面（天球）與黃道平面的交集；以幾何學來描述，它是包含地球環繞太陽運行的平均軌道平面。 西方的黃道（ecliptic）一詞是從蚀（eclipse）發生的地方延伸出來的。 由于地球公转受到月球和其他行星的摄动，地球公转轨道并不是严格的平面，即在空间产生不规则的连续变化，这种变化包括多项短周期的和一项缓慢的长期运动。短周期运动可以通过一定时期内的平均加以消除，消除了周期运动的轨道平面称为瞬时平均轨道平面。.

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