查看“︁章動”︁的源代码

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[[File:Praezession.svg|thumb|紅色：章動（N）<br>藍色：歲差（P）<br>綠色：行星自轉軸（R）]]

'''章動'''（{{lang-en|Nutation}}）是在[[行星]]或[[陀螺儀]]的自轉運動中，軸在進動中的一種輕微不規則運動，使自轉軸在方向的改變中出現如「點頭」般的搖晃現象。

行星的章動來自於[[潮汐力]]所引起的[[進動]]，並使得[[歲差]]的速度不是常數，而會隨著時間改變。這種現象是英國的天文學家[[詹姆斯·布拉德利]]在1728年發現的，但直到20年後才得到解釋。

由於對行星的動力學已經有充分的了解，只有幾個秒弧變化的章動值已經可以計算出數十年的週期變化。但另一種會干擾自轉的[[極移]]（polar motion）仍只能估計幾個月後的變化，因為它會受到風、洋流、以及地核的運動影響，使得他的變化迅速且難以預測。

章動的數值通常可以分為平行和垂直於[[黃道]]的兩個分量，在黃道上的分量稱為'''黃經章動'''，垂直黃道的分量稱為'''斜章動'''。由於天球座標系統是以[[赤道]]和[[晝夜平分點|分點]]為基礎，這也意味著地球赤道向外投影到天球上的大圓，和一條線在圈子上的交點，被稱為[[春分點]]的，是測量[[赤經]]的起始位置，而這個點會受到分點[[歲差]]和章動的影響而被改變，因此理論上歲差和章動的值還需要取決於座標系統所參考的日期。用更簡單的術語來說，要從[[地球]]的觀察計算出天體的視位置，章動（和[[歲差]]）的值是很重要的項目。

== 地球的章動 ==
=== 成因 ===
在地球，潮汐力主要來自[[太陽]]和[[月球]]，兩者持續的改變彼此間相對的位置，造成的地球自轉軸的章動。地球章動最大分量的週期是18.6年，與[[月球]][[軌道交點]]的進動周期相同，然而，在更精確的的計算中還有其他值得注意的周期項目需要被加入。在數學上的描述（方程式的建立）可以參考"章動的理論"（[https://web.archive.org/web/20051202143326/http://www.iers.org/iers/earth/resolutions/UAI_b3.html]）。通常，理論就是理論，在運用物理定律和天文學上的測量結果之外，或多或少的有一些憑感覺加入的特別方法或參數，藉以獲得最佳的數據和觀測結果密切的結合。由[[國際地球自轉服務]]所出版的刊物可以看出，將地球看成一個簡單的[[剛體]]不能得到適切的理論結果，必須給予一些變形，才能在理論上得到較合於實際觀測的解釋。

=== 數值 ===
地球章動的主要來自於月球交點的退行的貢獻，兩者有相同的週期，都是6798天（18.6年），在黃道上的黃經章動分量是17.24"，垂直於黃道的斜章動是9.21"。另一個較明顯的週期是183天（0.5年），章動分量分別是1.3"和0.6"。有趣的是，週期在5.5至6798天之間，變動幅度大於0.0001"（目前測量能力能達到的數值）的項目，似乎都避開了34.8至91天的範圍。因此，這就成為章動的長週期項和短週期項的分界，長週期項會在年曆中提及並算出供參考，短週期項就只能從及時的短期預報中查表來做即時的修正。

=== 对天体位置的影响 ===
章动引起的是整个参考系的变化，因此，所有观测对象受到的影响都是相等的。一般对章动的分析是在[[黄道坐标系]]中进行，并分为[[黄经章动]]（<math>\Delta\psi</math>）和[[交角章动]]（<math>\Delta\epsilon</math>）两部分。黄经章动描述春分点在黄道上的位移，而交角章动描述[[黄赤交角]]的变化。在级数表达式中，黄经章动和交角章动的最大项分别为：

:<math>\Delta\psi = -17.2\sin\Omega</math>
:<math>\Delta\epsilon = 9.2\cos\Omega</math>

其中，<math>\Omega</math>为月球[[升交点]]的平黄经。

对天球上的任一天体，章动带来的位置变化可由黄经章动和交角章动经[[球面三角学|球面三角公式]]导出为[[赤经]]方向和[[赤纬]]方向上的改正。对远离[[天极]]的天体，赤经方向上的章动（<math>\Delta\alpha</math>）和赤纬方向上的章动（<math>\Delta\delta</math>）可由下列公式近似计算：

:<math>\Delta\alpha = (\cos\epsilon + \sin\epsilon\sin\alpha\tan\delta)\Delta\psi - \cos\alpha\tan\delta \Delta\epsilon</math>
:<math>\Delta\delta = \cos\alpha\sin\epsilon \Delta\psi + \sin\alpha \Delta\epsilon</math>

其中，<math>\alpha</math>为此天体的赤经，<math>\delta</math>为此天体的赤纬。

==  参见 ==

* [[进动]]
* [[极移]]

== 延伸閱讀 ==
*Wolfgang Vollmann. ''Wandelgestirnörter.'' In: [[Hermann Mucke]]（Hrsg.）: ''Moderne astronomische Phänomenologie. 20. Sternfreunde-Seminar, 1992/93.'' Zeiss Planetarium der Stadt Wien und [[Österreichischer Astronomischer Verein]] 1992, S. 55–102（[https://web.archive.org/web/20070927213925/http://members.ping.at/astbuero/semind2.htm#sem1992 weblink, 11. Mai 2006]，《現代天文現象學》）

== 外部連結 ==
*[https://web.archive.org/web/20081019032753/http://www.wljx.sdu.edu.cn/wlwz/reading/r_xuanjin/xuanjin7.htm 陀螺的章動]
*[https://web.archive.org/web/20090226123029/http://www.iers.org/documents/publications/tn/tn29/tn29_111.pdf "The Tables of Differences Between the Nutation Series IAU2000, IERS1996 and IAU1980"] 
*[http://www.physik.uni-wuerzburg.de/physikonline/video1/m6_starrerk/m2versuch7.html Präzession und Nutation eines Luftkissenkreisels] {{Wayback|url=http://www.physik.uni-wuerzburg.de/physikonline/video1/m6_starrerk/m2versuch7.html |date=20160820050434 }} - Simulation der Erdachsenbewegung
*[https://web.archive.org/web/20121209133405/http://www.greier-greiner.at/hc/praezession.htm Präzession und Nutation] - Beschreibung mit schönen Grafiken
*[http://wwwsoc.nii.ac.jp/geod-soc/web-text/part2/2-3/2-3-4-2.html 極運動と木村のZ項] {{Wayback|url=http://wwwsoc.nii.ac.jp/geod-soc/web-text/part2/2-3/2-3-4-2.html |date=20090614135430 }}、[http://wwwsoc.nii.ac.jp/geod-soc/web-text/part3/furuya/furuya-1.html チャンドラー極運動の謎] {{Wayback|url=http://wwwsoc.nii.ac.jp/geod-soc/web-text/part3/furuya/furuya-1.html |date=20110912105952 }}—日本測地学会CD-ROMテキスト測地学Web版

{{Authority control}}
[[Category:天体力学]]
[[Category:天体测量学|N]]
[[Category:歲差]]
[[分类:天文学术语]]