分点岁差 - 维基百科，自由的百科全书

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分点岁差是地球的自转轴相对于惯性空间的进动。
喜帕恰斯发现分点的位置，相对于在天球上固定不动的恒星，沿着黄道每年向西移动。通常，每年的移动量是50.3" ，即每71.6年移动1° 。这个过程虽然缓慢但会逐年累加起来，完整的岁差圈要经历25,765年(称为柏拉图年)，分点在黄道上退行一周360°。

地球自转轴绕行黄道北极的岁差圈

地球自转轴绕行黄道南极的岁差圈
目录
1 北极星的变换
2 北极点和分点的漂移
3 解释
4 气候的影响
5 历史
6 数值
7 参考资料
北极星的变换
岁差的结果是北极星的改变。目前，勾陈一是极适合指示天球北极点，因为勾陈一的视亮度(2.0等)足以担当此重责大任，而且距离真正的北极点只有不到半度的偏差。而另一方面，天龙座的右枢(天龙座α星)，西元前3,000年的北极星，3.67等的光度就显得逊色多了(只有勾陈一的五分之一)，在现今都市的光污染下几乎已经看不到了。在天琴座内明亮的织女星过去也曾担任过北极星(在西元前12,000年，在西元14,000年将再任)，但是却从未接近至北极点的5°以内。 当西元27,800年勾陈一再度接近北极点时，由于他的自行运动将会比现在离得稍远些，在西元前23,600年的接近，是他最接近北极点的时刻。
在现代，要找到天球的南极点是比较困难的，因为那个区域是平淡无奇的，没有实质上可以被称为南极星的恒星，列名的南极座 σ只是一颗5.5等，在理想的条件下，肉眼勉强可见的暗星。但在第80到90世纪时，南天极将通过伪十字。
从南极附近的星图也能看出，在最近公元2,000年左右南十字座恰好可以指出南极点，由于南极点在向南十字座接近中，结果导致从北半球的亚热带地区将不再能像古希腊时代那样清楚的看见这个星座。
像此处这样的图片，在许多天文学的书上都能看见，只是第一近似的表示法，因为没有考虑到在长时间内进动速度可能发生的变动：黄道倾角的改变、行星的进动(不只是改变黄道极点的位置，也会使岁差圈偏移6°)、恒星的自行运动。

从天球外观察岁差运动

与上图相似的图片，但是从(靠近)地球的位置透视。
北极点和分点的漂移
对非天文学家来说，分点的移动与地球自转轴的进动(岁差)不是那么的清楚易懂，这些图将试着做出正确的解释。
地球的自转轴以25,800年在群星之间画出一个小圆圈(蓝色圈)，中心点是黄道的北极点(蓝色的E字)，角半径是23.4°，这是黄赤交角。
橘色的轴是4800年前的地球自转轴，指向右枢；黄色的轴，指向北极星，接近现在的北极点。当由天球之外观察时(如同第一图描绘的，虽然不可能这样透视)，星座是以镜象呈现的，而且，地球每日绕轴自转的方向是与进动的方向相反的。 当极轴因为进动由一个方向移动至另一个方向时，地球的赤道平面(由环绕在赤道附近的圆的栅格表示)与天球的赤道会一起移动，天球赤道横切过黄道(红色的线)之处就是分点。图上橘色的格线是4800年前的，春分点正经过金牛座的毕宿五；现在，以黄色的格线表示，已经移动(以红色的箭头指示)到双鱼座，很快就将移入宝瓶座。
这就是为什么分点的移动是地球自转轴进动的结果，反之亦然。第二张图是在靠近地球的的位置，以非常广的角度采用透视法描绘的(从这个点看有严重的扭曲与变形)。

岁差是因为施加在地球的引力有差异而产生力矩的结果。
解释
分点的进动是因为太阳和月球对地球的引力有微小的差异。(是因为地球不是理想的球体造成的)
在通俗的大学图书上，进动通常是用转动中的陀螺来解释，这在物理的作用上是相同的，但一些关键的细节却不同。在一个转动的陀螺，重力造成陀螺的摇摆，换言之，造成进动。在这个例证中，首先，施加的力是平行于转轴的，但是对地球而言，来自太阳和月球的引力是垂直于地球转轴的。因此，太阳和月亮没有对转轴做功，取而代之的是对地球赤道的突出部做功；由于地球自身的转动，使地球不是理想的球体而是一个扁球体，赤道的直径比两极的直径长43公里。如果地球是理想的球体就不会有进动，也就没有分点岁差了。
下面的图在解释这个程序是如进行的(建议用最大的分辨率来观看这个图)：先将地球当成理想的球体(这样可以将所有作用在地球上的力量当成是集中在球心这一个点上)，环绕在赤道的蓝色质量因为凸起而产生了力矩，绿色的箭头表示在一些特殊点上来自太阳的引力，这些指向太阳中心的力不是平行的，因此，作用在凸起部分最北端和最南端的力会各有一个分力指向黄道平面，我们可以在图上找到一对小的淡蓝色箭号表示这个力，当平均施加在地球中心的力被扣除之后，这剩余的力将再轨道上对地球施以朝向中心太阳的力。在所有的情况下，除了这些正切的分量之外，也有轴向分量，但因为她们与进动无关(她们与潮汐相关)，所以没有显示出来。这正切的力产生的扭矩(橘色)，并且这个扭矩使自转轴(洋红色)偏转到一个新的方向(黄色)。随着时间的过去，轴以黄道极点为中心，沿着白色的圈子进动着。这个扭矩永远朝着相同的方向，垂直于自转轴对黄道极点倾斜的方向，所以他不会改变轴本身的倾斜角度。来自太阳(或月球)的扭矩大小会随着重力对象与地球自转轴的准直线而变化，当正交时扭矩接近0。
虽然以上的解释只针对太阳，相同的解释对任何一个环绕着地球或接近黄道的天体都适用，特别是月球，结合太阳和月球的作用称为日月岁差。除了平稳的进动(25,700年的周期)之外，由于太阳和月亮位置的变动，也会造成小周期的变化。这种振荡，在进动的速度和轴的倾斜，称为章动，最重要的一项是周期18.6年，幅度小于20角秒。
除了日月岁差之外，太阳系内其他的行星也造成黄道整体沿着测量时的瞬时黄经174° 附近的轴缓慢的转动，这种行星岁差的值每年只有0.47角秒 (不到日月岁差值的百分之一)，并且是发生在瞬时赤道上的。
这两总岁差的总和就是我们一般所认知的岁差。


各季节作用在轴上的进动。 (source)
气候的影响
右边的图在以北半球来说明相对于近日点和远日点的轴向进动作用，分点岁差控制了气候的周期性变化，也就是所熟知的米兰科维奇循环。
注意在图上特定季节扫掠过的面基会随着时间改变，轨道力学要求季节长度需要与对应季节的象限被扫掠过的面积成比率，所以在轨道离心率的极值，在远心点上的时间(日期)会比在近心点上要长。今天，在北半球，在秋季与冬季位于近日点附近，地球以最快的速度运动着，因此冬季和秋季比春季和夏季为短。现在，北半球的夏天比冬天长4.66天，春天比秋天长2.9天。(source)轴向进动缓缓的改变地球的分点与至点在轨道上的位置，参考回归年有更详细的说明与数值。在未来的10,000年，北半球的冬季会逐渐变长，而夏季会变得短些，最后，创造出来的环境将顺理成章的引发下一次的冰河期。
历史
喜帕恰斯大约在西元前130年估计地球的岁差，增加到早先巴比伦天文学家观测的数值内。特别的是，她们利用月食测量恒星的距离，像是角宿一到月球和太阳的距离，因为在这时他能计算在这个瞬间，月亮、太阳、和角宿一与分点的距离，他注意到角宿一和其他的恒星在数个世纪时间上的移动。
岁差造成每个季节循环的回归年，地球回到相同的位置时比恒星延迟了20.4分的时间，结果是太阳和恒星相对于分点的位置缓慢的变化(每71个历年年相差一天)。

经过数个世纪就很明显的可以看出春分点在恒星之间稳定的向西移动。
数值
在19世纪结束时西蒙·纽康计算一般岁差的值(以p表示)在经度为每回归世纪5,025.64弧秒，并且在人造卫星测得更精确的数值与电子计算机能以更精细的模型进行计算前被广为接受。Lieske在1976年更新p的数值为每儒略世纪5,029.0966弧秒。近代的技术，像是VLBI和LLR能够做更精密与久远的推算，所以国际天文联合会接纳了以多项式的数学式展开，以2000年分点为参考的新常数，在2003和2006年累积的岁差为：
pA = 5,028.796195×T + 1.1054348×T2 + 高阶项，
单位为每儒略世纪弧秒，T为自2000.0分点起算的儒略世纪数(儒略世纪为36,525天)。
导出来的岁差变率为：
p = 5,028.796195 + 2.2108696×T +高阶项
以这个常数项推算的岁差周期为25,772年。
岁差的变率不是一个常数，因为在线性(和高阶的)项目中的T，是随着时间逐渐增加的。无论如何必须强调的是这个公式只适用在在有限的时间内，可以很清楚的看出，如果T够大(就是说在够久的未来或过去)，则T²将成为主导，p的数值将变得非常大。实际上，对太阳系的数值模形更精确的计算显示，岁差的常数有大约41,000年的周期，类似黄道的倾斜。要注意此处提到的常数是在线性和高阶的公式上，而非岁差的本身。也就是说：
p = A + BT + CT² + … 只是下面公式的近似 p = A + Bsin (2πT/P)，此处P 是410个世纪的周期。
理论上的模型也许计算岁差(p)在时间(T)上的的高次项，但是因为无止尽的多项式可以转化成周期函数，当T够大时(无论是正或负)都会趋向无穷大。基于这种动机下，国际天文联合会选择了最容易开发和利用的理论。在未来或之前的几个世纪，所有的公式都不会导出无穷大的数值；在未来或过去的数千年，都能维持在一定的准确度内；在更长的时间中，误差变得太大，甚至在一个岁差周期内，岁差的确切变率和期间都变得难以计算。
地球的轴心岁差是一个缓慢的效应，但在天文学家工作所需要的精确度上，每天的变化都需要被考虑到。要注意，虽然岁差和轴的倾斜(对黄道面的倾角)是从相同的理论推算出来的，并且彼此有关联性，但两者的运动是各自独立的，是在互相垂直的方向上运动。
在更长的时间周期内，也就是百万年的岁月中，岁差看来是有25,700年的类似周期，但是，他不会这样保持下去。根据沃德的推论，月球的距离因为潮汐的作用在持续的增加中。在未来的15亿年，当从现在的60.3增加至66.5地球半径，来自行星共振的效应，将会先使岁差的周期延长至49,000年；在大约20亿年时，月球的距离达到68地球半径，岁差周期也将变成69,000年。这将与轴在黄道上倾角大幅的变动相关联。然而，沃德在潮汐的散逸上使用了异于寻常的新派的数值，在6.2亿年的平均时间，使用潮汐节奏一半大的值，但是这种同步共振大约要30至40亿年才能达到，而在这个时间之前许久(大约从现在开始21亿年后)，由于太阳光度的增加，地球上的海水早就沸腾而消失了，势必大幅改变潮汐的作用。
参考资料
Explanatory supplement to the Astronomical ephemeris and the American ephemeris and nautical almanac
Precession and the Obliquity of the Ecliptic has a comparison of values predicted by different theories
A.L. Berger (1976), "Obliquity & precession for the last 5 million years", Astronomy & astrophysics 51, 127
J.H.Lieske e.a. (1977), "Expressions for the Precession Quantities Based upon the IAU (1976) System of Astronomical Constants. Astronomy & Astrop[hysiscs 58, 1..16
W.R. Ward (1982), "Comments on the long-term stability of the earth's obliquity", Icarus 50, 444
J.L.Hilton e.a (2006), "Report of the International Astronomical Union Division I Working Group on Precession and the Ecliptic". Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy (2006) 94: 351..367
取自“http://zh.wikipedia.org/zh-cn/%E5%88%86%E9%BB%9E%E6%AD%B2%E5%B7%AE”
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