天球上看地球與太陽

春雨驚春清谷天,夏滿芒夏暑相連。

秋處露秋寒霜降,冬雪雪冬小大寒。

每月兩節(jié)不變更,最多相差一兩天。

上半年來六廿一,下半年是八廿三。

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太陽從黃經(jīng)零度起,沿黃經(jīng)每運(yùn)行15度所經(jīng)歷的時(shí)日稱為“一個(gè)節(jié)氣”。每年太陽?運(yùn)行360度,共經(jīng)歷24個(gè)節(jié)氣,每月2個(gè)。上半年在6日、21日,下半年在8日、23日,前后不差1-2天。

24節(jié)氣用的是回歸年周期,回歸年周期是太陽直射點(diǎn)從赤道回到赤道(在南北回歸線之間往返)所用的時(shí)間。

要解釋黃經(jīng),需要用到天赤道。

在天文學(xué)上,天球是以觀測者為中心(比如地心),以任意長為半徑的一個(gè)假想的球體。

任意天體都可以投影到天球上,它們的投影在天球上的運(yùn)動(dòng)就被稱為視運(yùn)動(dòng)(如我們看到的太陽周年視運(yùn)動(dòng))。

地軸(地球自轉(zhuǎn)軸)無限延伸,就成了天軸,天軸與天球的兩個(gè)交點(diǎn)為天極。

與天軸垂直,平均分割南北天球的圓被稱為天赤道,它實(shí)際上是地球赤道在天球上的投影。

太陽視運(yùn)動(dòng)在天球上經(jīng)過的圓被稱為黃道,它實(shí)際上是地球公轉(zhuǎn)軌道在天球上的投影。

黃道與天赤道的交點(diǎn)被稱為二分點(diǎn),其中太陽從南越過天赤道到北的點(diǎn)是春分點(diǎn)。

太陽?在黃道上的投影與春分點(diǎn)的夾角稱為黃經(jīng)。

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天球圖上來看,相當(dāng)于把我們的眼光從地球上抽離出來,找到春分點(diǎn)。

理論上,太陽在天球的黃道面上轉(zhuǎn)一圈可以再回到春分點(diǎn)所在的那個(gè)位置。

這樣,24節(jié)氣用太陽到達(dá)黃經(jīng)多少度來看,就容易理解了。

地軸傾斜著自轉(zhuǎn)的地球,它的自轉(zhuǎn)軸從長時(shí)間來看不是始終朝著一個(gè)方向,地球像個(gè)小陀螺一樣,地軸在北天極附近轉(zhuǎn)出了一個(gè)倒圓錐——專業(yè)術(shù)語就把這個(gè)叫地軸進(jìn)動(dòng)。

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一開始,地球自轉(zhuǎn)軸指向?yàn)樘燧S1,太陽視位置在春分點(diǎn)1,此時(shí)黃經(jīng)為0°。

一段時(shí)間后,地球自轉(zhuǎn)軸與天軸2重合,春分點(diǎn)的位置(就是黃道面與赤道面的這個(gè)交點(diǎn))移動(dòng)到了點(diǎn)2,太陽視位置到達(dá)點(diǎn)2,黃經(jīng)再次為0°。(春分點(diǎn)往西移動(dòng)了,專業(yè)上也叫春分點(diǎn)西進(jìn))

我們所“說”的太陽直射點(diǎn)運(yùn)動(dòng)了一個(gè)周期,這段時(shí)間為一個(gè)回歸年(365天5時(shí)48分46秒)。

而實(shí)際上,只有太陽繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)1,從遙遠(yuǎn)的恒星(以恒星為參照物)來看,太陽才在黃道上轉(zhuǎn)動(dòng)了360°。這段時(shí)間為一個(gè)恒星年(365天6時(shí)9分10秒)。

因此,恒星年比回歸年略長。

恒星年,作為參照物的恒星,就像是地球和太陽系統(tǒng)之外的一個(gè)法官一樣,比較的客觀真實(shí)。而實(shí)際上,對于地球人來說,太陽直射點(diǎn)的回歸周期才有意義——這是實(shí)用的。

人類認(rèn)識到除太陽以外的恒星,那是經(jīng)歷了幾千年發(fā)展才有的事情。

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