天球上看地球与太阳

春雨惊春清谷天,夏满芒夏暑相连。

秋处露秋寒霜降,冬雪雪冬小大寒。

每月两节不变更,最多相差一两天。

上半年来六廿一,下半年是八廿三。

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太阳从黄经零度起,沿黄经每运行15度所经历的时日称为“一个节气”。每年太阳️运行360度,共经历24个节气,每月2个。上半年在6日、21日,下半年在8日、23日,前后不差1-2天。

24节气用的是回归年周期,回归年周期是太阳直射点从赤道回到赤道(在南北回归线之间往返)所用的时间。

要解释黄经,需要用到天赤道。

在天文学上,天球是以观测者为中心(比如地心),以任意长为半径的一个假想的球体。

任意天体都可以投影到天球上,它们的投影在天球上的运动就被称为视运动(如我们看到的太阳周年视运动)。

地轴(地球自转轴)无限延伸,就成了天轴,天轴与天球的两个交点为天极。

与天轴垂直,平均分割南北天球的圆被称为天赤道,它实际上是地球赤道在天球上的投影。

太阳视运动在天球上经过的圆被称为黄道,它实际上是地球公转轨道在天球上的投影。

黄道与天赤道的交点被称为二分点,其中太阳从南越过天赤道到北的点是春分点。

太阳️在黄道上的投影与春分点的夹角称为黄经。

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天球图上来看,相当于把我们的眼光从地球上抽离出来,找到春分点。

理论上,太阳在天球的黄道面上转一圈可以再回到春分点所在的那个位置。

这样,24节气用太阳到达黄经多少度来看,就容易理解了。

地轴倾斜着自转的地球,它的自转轴从长时间来看不是始终朝着一个方向,地球像个小陀螺一样,地轴在北天极附近转出了一个倒圆锥——专业术语就把这个叫地轴进动。

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一开始,地球自转轴指向为天轴1,太阳视位置在春分点1,此时黄经为0°。

一段时间后,地球自转轴与天轴2重合,春分点的位置(就是黄道面与赤道面的这个交点)移动到了点2,太阳视位置到达点2,黄经再次为0°。(春分点往西移动了,专业上也叫春分点西进)

我们所“说”的太阳直射点运动了一个周期,这段时间为一个回归年(365天5时48分46秒)。

而实际上,只有太阳继续运动到点1,从遥远的恒星(以恒星为参照物)来看,太阳才在黄道上转动了360°。这段时间为一个恒星年(365天6时9分10秒)。

因此,恒星年比回归年略长。

恒星年,作为参照物的恒星,就像是地球和太阳系统之外的一个法官一样,比较的客观真实。而实际上,对于地球人来说,太阳直射点的回归周期才有意义——这是实用的。

人类认识到除太阳以外的恒星,那是经历了几千年发展才有的事情。

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