想像一顆陀螺,被鞭子抽動,在自身高速旋轉的同時,它往往也伴隨著另一種軸線運動。這和地球的自轉與公轉有著某種異曲同工的表現。
地球公轉是指地球按一定軌道圍繞太陽轉動(The Earth revolution around sun)。像地球的自轉具有其獨特規律性一樣,由於太陽引力場以及自轉的作用,而導致的地球公轉,也有其自身的規律。
地球的公轉遵從地球軌道、地球軌道面、黃赤交角、地球公轉的周期、地球公轉速度和地球公轉的效應等規律。地球公轉的時間是一年。在地球公轉的過程中存在兩個明顯周期,分別為回歸年和恆星年,回歸年與恆星年的時間不一樣。兩者一年的時間差稱為歲差。
回歸年是指太陽連續兩次通過春分點的時間間隔,即太陽中心自西向東沿黃道從春分點到春分點所經歷的時間,又稱為太陽年。1回歸年為365.2422日,即365天5小時48分46秒。這是根據121個回歸年的平均值計算出來的結果。
恆星年是地球公轉的真正周期,在一個恆星年期間,在太陽上看,地球中心從天空中的某一點出發,環繞太陽一周,然後又回到了此點;如果從地球上看,則是太陽中心從黃道(地球公轉軌道面截天球所得的圓)上的某一點(某一恆星)出發,運行周天,然後又回到了同一點(同一恆星)。在一個恆星年期間,地球公轉360°所需時間約為365日6時9分10秒。
嚴格地說,地球公轉的中心位置不是太陽中心,而是地球和太陽的公共質量中心,不僅地球在繞該公共質量中心在轉動,而且太陽也在繞該點在轉動。但是,太陽是太陽系的中心天體,地球只不過是太陽系中一顆普通的行星。太陽的質量是地球質量的33萬倍,日地的公共質量中心離太陽中心僅450千米。這個距離與約為70萬千米的太陽半徑相比,實在是微不足道的,與日地1.5億千米的距離相比,就更小了。所以把地球公轉看成是地球繞太陽(中心)的運動,與實際情況是十分接近的。
地球公轉,直接影響著四季的變更,春耕秋藏,寒來暑往,除了人類對規律總結的智慧,歸根結底還是宇宙和自然的饋贈。無論何時,我們都應心懷敬畏和感恩,在祖先的肩膀上,看得更高更遠,將人類對世界和宇宙的認知提升到新的高度。