冬至日为什么最短？天气为什么不是最冷？北斗星又指向哪里

今天是2020年12月21日，今天的18时2分12秒就是冬至的时刻。

一，冬至的日子为什么最短？

冬至是白天时间最短，黑夜时间最长的一天，因为冬至日的太阳正直照在地球南半球的南回归线上，太阳光是斜着照到北半球的。

就好比我家前面有一幢房子，如果是在夏至的时候，太阳是从头顶上直照下来的，就算前面的那幢房子再高，太阳光也能照到我的家，但当冬至日的太阳到了南面之后，太阳光线是斜着照过来的，前面的房子就挡住了阳光，我家也就照不到太阳了。

还有，地球是圆的，地球的赤道就相当于一座山脉，隆起在南半球和北半球之间，当南半球的太阳还没下山的时候，在北半球的人看来，太阳已经在西偏南的方位上落山了。

所以冬至这一天，在北半球的人看来，太阳升起得最迟，落山得最早，白天的日子就显得最短。

如果在今天的中午，在地上插一根笔直的杆子，就会发现今天中午时杆子的影子，是今年一年之中最长的。

曾经有人这样说，谁说中午的影子最长？太阳刚升起的时候和太阳快下山的时候，杆子的影子不是更长吗？

碰到这样的问题，只能耐心的跟他说，冬至日的影子最长，是指每天中午时杆子的影子，并不是上午或下午时杆子的影子，如果用一年中每一天在中午时的影子长短来对比，就是冬至日的影子是最长的。

或者说，用同一根杆子在同一个地方，测量一下每天影子最短时候的影子长度，就会发现，冬至这一天在影子最短时候的长度，是一年之中最长的。

中国的古人，就是用这个原理发明了圭表，来测定冬至和夏至的时间，从而划分二十四节气的。

二，冬至为什么不是最冷呢？

按照常理来说，今天的太阳是在最南面，阳光照射过来的角度最倾斜，所以今天应该是最冷的一天，但事实上，每一年的冬至日都不是最冷的，这又是为什么呢？

有些人是用积热的原理来解释的，他们认为地球表面有大气层，大气层中有水分和二氧化碳，这些气体能够储存热量，所以太阳光的热量并不是来了就消失了，而是能够积聚起来，形成积热。

他们认为，在冬至这一天，虽然太阳跑到了南半球的最南面，但以前夏秋季节所积聚的热量还在，所以冬至不是最冷，只有到了三九天，以前的积热散得差不多了，而太阳还在地球的南半球，地上的热量呈现入不敷出的情况，这时候才是天气最冷的时候。

以上的说法虽然也对，但不能算是完整的说法，比较完整的说法应该是加冰水和加热水的说法。

秋分日是太阳直照在地球赤道上的日子，这时候我们感觉到气温刚好，不冷也不热，从秋分日开始，太阳就慢慢往南移动，天气也开始慢慢变冷。

就好比我们在25度的常温下，用一只脸盆装了半盆自来水，然后每隔一分钟往水里加一次冰水，第一分钟加一滴冰水，第二分钟加两滴冰水，第三分钟加三滴冰水，第九十分钟的时候加九十滴冰水，在这样的情况下，是不是脸盆里的水越来越冷了？

如果从第九十一分钟开始，减少每次所加冰水的数量，第九十一分钟加八十九滴冰水，第九十二分钟加八十八滴冰水，第九十三分钟加八十七滴冰水，就这样冰水继续在加，但每次所加冰水的数量在逐渐减少。

从上面的模拟实验中可以看出，在第九十分钟时候，虽然一次所加入的冰水最多，但脸盆里的水却不是最冷，因为在接下来的时间里，冰水还在继续加入，差不多加到第一百三十分钟的时候，脸盆里的水才达到最冷。

在第一百三十分钟的时候，虽然每次所加入的冰水数量在减少，但脸盆里的水却是最冷，然后随着加入的冰水越来越少，脸盆里的水温也就在常温的作用下，慢慢的回升了。

所以，在第九十分钟的时候，虽然加入的冰水最多，却不是最冷，在第一百三十分钟的时候，虽然一次加入的冰水数量减少了，但是冰水仍然是在加入的，在这时候加入的冷水，已经超过了25度的常温对水温的恢复作用，所以在第一百三十分钟时的水温，才是最冷的。

同样的道理，从秋分开始，太阳慢慢往南半球移动，相当于每隔一分钟往脸盆里加一滴冰水，当太阳到达南半球南回归线的时候，也就是今天冬至的这一天，相当于往脸盆里加入了九十滴冰水，在接下来的一个半月时间里，太阳虽然是从南回归线往北移动了，但并不表示不往脸盆里加冰水了，只是所加的冷水数量有所减少，冰水还是在继续往脸盆里加的，所以冬至这一天不是最冷，而是冬至以后会越来越冷。

直到加入的冰水越来越少，冰水的降温速度小于25度常温对水温的恢复速度的时候，脸盆里的水温才会慢慢的回复。

同样的道理，从春分开始，相当于往脸盆里加热水，到达夏至的时候，一次所加入的热水最多，夏至之后的四五十天，虽然每一次所加入的热水数量在减少，但热水依然是在加入的，所以夏至以后的四五十天，比夏至还要热，直到加入的热水越来越少，水的冷却速度超过了加热水的速度，水也随之慢慢变冷了。

这就是冬至不是最冷，而是到了三九才是最冷的原因。

三，冬至日的北斗七星指向哪里？

如果我们在冬至日的晚上，面向北方看北斗七星的话，会发现冬至日的北斗七星，在我们人的右手边，也就是在北极星的东偏北的位置上，斗柄指向正北。

需要说明的是，北斗七星斗柄上的玉衡、开阳、摇光三颗星，并不是直线排列的，不是一条直线的三颗星所指的方向，也只能是大致估计的意思，所以冬至日的斗柄指向正北，也只是用眼睛来估计估计的。

对于我们来说，如果能够在冬至的晚上看北斗七星的斗柄，就能够对什么是斗柄指向正北有一个印象，然后就可以凭这个印象来判断斗柄的指向了。

按照《鹖冠子·环流》：斗柄东指，天下皆春；斗柄南指，天下皆夏；斗柄西指，天下皆秋；斗柄北指，天下皆冬。当冬至日的斗柄指向正北时，在正北的夜空中排列的，正是东方七宿：角、亢、氐、房、心、尾、箕，虽然人们看不见全部的东方七宿，但通过推算可以知道，在北极星所对的正北方向上，就是东方七宿中最中间的房宿。

司马迁《史记·天官书》：杓携龙角，衡殷南斗，魁枕参首。司马迁的意思是说，北斗七星的斗柄，永远都是指向东方七宿中的角宿的，而冬至晚上的角宿，是在北偏东的方位上，并不在正北方向上，处在正北方向上的是房宿，如果北斗七星的斗柄指向正北，也应该指向房宿才是，司马迁怎么会说斗柄永远指向角宿呢？这又是怎么回事呢？

原来鹖冠子所说的斗柄北指，并不是北斗七星在天空正中间的北极星位置上指向北方的，而是像大家所看到的那样，北斗七星处在北极星的东面偏北的位置上，从这个位置上看，斗柄也就对着东方七宿的角宿了。

所以说，战国时期的楚国隐士鹖冠子所写的《鹖冠子·环流》，与司马迁所写的《史记·天官书》，记载的都是一回事。

关于冬至日在天文历法方面的内容还有很多，比如说冬至日的星宿是哪一个？如何反过来推算春分时的星宿，如何计算其中中岁差等等，将在以后的文章中，再跟大家分享。

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