为什么中午十二点的太阳不一定在中天?它在星宿中穿行规律如何?
讲完地球的自转和公转,讲了黄道和黄赤交角,中间插了两篇讲圭表和罗盘历史,今天
用真实的天象让大家直观感受一下太阳运行规律。
先提个问题,观察二十八宿和日月五星主要看哪个天区?
因为我们在北半球,黄道、天赤道都位于南方天空,所以我们要面对正南,在天顶和地平间的南部天空从左右来看星星的东升西落。
而要找北极星、三垣、北斗,那就一定要回过头来从正北方向地平往上附近的天区来找。
前面的文章已经讲过,太阳直射点在北回归线和南回归线间来回移动,两次经过赤道,也就是说,太阳在黄道上行经,必然会与天赤道有两个交叉点,这就是太阳直射赤道时候的春分点和秋分点。另外,每年正午太阳最高时就是夏至点,每年正午太阳最低时就是冬至点。
我们知道,在古代用二十八宿作为坐标来观察日月五星的运动规律,那么二十八宿就一定在黄、赤道附近,所以我们要面对南方天空来看二十八宿,下面就拿今年二分二至的天象来实际观摩一下。
我还是用西安作为观测点,天文馆天文软件可以模拟10万年前到10万年后的每天实时的天象,我发现在陕西和甘肃观测二十八宿比其它地方位置要好,方便观察,比如广州因为纬度低,看二十八宿就没那么完整。
并且在陕甘一带回溯到商、周时期,发现二十八宿和日月五星规律非常符合古代关于二十八宿和日月五星的天象记录,符合星占、星命和古代天文的相关理论。
今年春分时间为3月20日,下面是当天接近正午时的天象。可以看到,中午12点多,太阳高挂南中天。
上图中,黄道与赤道交叉,它们之间的交角就是黄赤交角。而太阳刚好处在两线的交叉点上,因为当天是春分,黄道是太阳走的路,春分时太阳直射赤道的道理明白了吧。
而在太阳右边,赤道前方附近,就是二十八宿的虚宿和危宿,这是北方玄武七宿的第三、四宿。
再来看看当天春分日,太阳从地平线升起时的情况,当然为了更直观,太阳已经升离地平线了,这时的二十八宿更直观了。
看上图,春分日太阳刚升起,在太阳上方,几乎和黄道平行,二十八宿中的女、虚、危、室、壁五宿一字排开,这是北方七宿中的五宿。而在太阳左边,西方白虎第一宿奎宿也开始慢慢升起了。
记住,因为岁差的影响,太阳与二十八宿的相对位置会慢慢变化的,就是说,千百年以后,同样春分日太阳升起时,就不是这几个星宿伴随升起了,明天文章我会专门讲岁差。
今年夏至是6月21日,讲到夏至和冬至太阳的位置,最好用真太阳时,这样更直观准确,西安的真太阳时,应该比北京时间晚四十四分钟左右。
看上图,到了中午12点44分,太阳就逼近天顶了,这时的太阳应该是一年中最高位置,我们看到黄道也远远高于赤道,就是说太阳运行的轨迹要比赤道更接近天顶,这时的太阳在井宿位置。
为了对比,我们把今年的冬至拿到一起讲,今年的冬至是12月21日,看下图,也是到了西安的真太阳时12点44分,太阳已经运行正南方向。
跟今年的夏至相反,冬至时,黄道已经在赤道下方了,太阳在黄道上更加接近地平线,这时候的太阳应该是一年当中最低的位置了,这个方向在正南。
这时,太阳前面有东方七宿中的氐、房、心、尾、箕,后面跟着北方七宿的斗、牛两宿。
讲完今年夏至和冬至的太阳位置,刚好可以回答昨天易友讲到的一个问题,
问中午十二点,是不是太阳刚好到南中天位置,测的日影是不是子午线?
不是的,有两方面的问题:
1、各地方经度不同,太阳到达中天的时间不一样,由于地球的自转,北京以东会早一点,北京以西会晚一点,这就是真太阳时和平太阳时的区别。
2、即使你用当地真太阳时,即同一时间,在同一位置,一年内拍的太阳叠加合成,会是一个垂直的八字形,看下图。
这个八字形太阳叠加图,完整表达了一年中,正午时太阳的视轨迹,最高点就是夏至日,最低点是冬至日,只有这两天,太阳是刚好在当地的真太阳时到达中天。而其它时间是提前或推后,大家明白了这图的道理吗?
最后再看看今天秋分的天象,今年秋分在9月23日,在图中可以看到,这时黄道和赤道又交叉了,而太阳也正好在交叉点上,说明秋分日,太阳也是直射赤道的。
这时,太阳的右下方是南方七宿中的星、张、翼、轸四宿,后面跟着是东方七宿中的角、亢两宿。
我讲的东西都是由浅入深,深入浅出,因为宇宙在我心,希望赞赏不停,才有继续写的动力。