有大气层的行星自转由于与大气层的摩擦会将一部分动能分解成热能,一部分角动量分解成微观的角动量,也就是说如果没有其他因素促进,有大气层的星球自转速度应该是递减的,那么什么维持了地球的自转速度呢?地球精密巧妙的地理构造成的水蒸发冷凝循环,是一个利用太阳光能的动态质量分布器,由于质量的动态变化,从而使太阳对地球自转产生动态生成的扭矩。原理就是太阳光能+地球地理构造了水蒸发冷凝循环地球自转与什么,这个质量动态分布系统使太阳光能抵消了自转与大气摩擦的损耗。
个人对太阳系内行星的自转速度的几点理解:(业余爱好地球自转与什么,错漏难免,欢迎指导)
1 自转速度与行星系形成初期所分得的角动量有关,这个只跟初始状态有关,应该由很多随机因素决定。星系内部整体的角动量守恒。
2 根据行星内部是否存在液体或气体等流体来分,特别是存在液气蒸腾冷凝效应的地球。
以地球为例,在初始分得的角动量带来的自转速度之外,由于海洋液体和大气层的的摩擦,一部分动能转换成了内能,如果不考虑外部能量输入,自转速度会逐步衰减,但由于地球的质量分布不均衡,在大部分的自转位置,太阳对地球上不同侧的相对自旋轴的力矩不等,就构成了一个旋转的加速度,而使力矩均衡的位置,这个均衡的位置随着地球上水的蒸发和冷凝一直在变。而地球水的蒸发和冷凝循环来源于太阳的辐射能,总结就是太阳的辐射能抵消了一部分动能转内能的消耗,地球自转减速就没那么明显。
3 没有或大气层很稀薄的星球,由于没有动能转内能的损耗,质量分布也不随太阳辐射而变,所以自旋速度相对也是稳定的。
4 金星这样有大气层存在动能转内能的过程,但由于没有水蒸发和冷凝带来的质量分布的动态变化,无法转换太阳辐射能到动能,所以金星的自转速度应该不仅是慢而且应该不断在减速且越来越热。如果哪一天观察到金星的自旋速度有变快的现象,那可能就意味着金星内部也开始存在了液体的蒸发冷凝循环。
5 关于第3点,是否存在大气层与行星自身的磁场有关,而磁场又跟行星自带的铁和其他含磁导磁金属元素及金属元素的分布层面有关。
6 木星是个特例,木星内部可能还存在核反应,从而有能量释放。
7 从角动量守恒也能解释有大气和液体的行星存在动能转成内能的过程,我对热能的理解就是分子原子层面的动能,那么地球动能转成内能的过程,地球总的角动量是守恒的,地球主体由于大气和海洋阻尼导致角速度损耗的那部分转换分解成了气体液体小固体分子原子的角动量。
由于蒸发冷凝带来地球质量分布的动态变化是累积的,具体影响地球自转的机制应该很复杂,结果应该就是一部分太阳辐射能转化成了自转的动能,抵消了一部分自转动能转内能的消耗,所以地球自转速度下降得没那么快。而金星是一个反例,没有蒸发冷凝过程,没有辐射能动能转换,越来越热,自旋越来越慢。
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