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【观察一棵树】谈谈节气(涉及一点简单天文学)(09)

夏天无 夜观星自然摄影
2024-09-08
观察一棵树让我更加关注了物候和节气。这不刚刚过了立秋,转眼就要处暑了。那么这个节气是怎么来的呢?那就先了解天球和黄道,然后再待我娓娓道来。
一、什么是天球

每天晚上,我们看着夜空中的满天繁星,其实他们离我们的距离并不是一样的,有的远有的近。这时候我们就想象着夜空是一张球形巨幕,所有星星都投影在这个巨幕上,这个假想的圆球就称作天球。因为恒星的运动要经历很久很久时间才会有变化,所以它们在天球上的投影位置是相对固定的(太阳和七大行星除外,因为它们和地球的相对运动太大,而其它星星由于离得太远就几乎和地球没有什么相对运动了)。


天球的半径无穷大,当地球的自转轴无限延长时就会同天球球面相交于两点,称作天极,即南天极和北天极。地球的赤道平面无限扩大,同天球相交的大圆称作天赤道。说白了天球也有自己的两极和赤道,只是和地球名字不一样,这里就不再展开了。
二、什么是黄道

地球绕着太阳公转,在我们地球上的人看来,太阳就会相对于遥远的恒星(叫做“背景恒星”,即上面说的天球)发生移动。地球一年绕着太阳转一圈,太阳就会在背景恒星舞台上画出一个圈。这个圈,就叫做“黄道”。你可以理解成太阳的“跑道”,但是绝对不能把它当做太阳的运动轨迹,因为太阳是绕着银河系的中心运动的,而我们说的黄道,是和“天球”配套的,指的是以地球上的观测者为中心,观测的太阳“视觉运动”的轨迹,与太阳绕着银河系中心的运动无关。大家可以看下面这幅图。虽然我们看天空没有这条线,但是了解黄道还是很有必要的,因为日月和行星都是出现在黄道附近的,对以后观测行星、星座都有帮助。

(该图来自EasyNight,有兴趣的可以专注他的微博和微信公众号)

黄道这个词你可能会很熟悉,没错,就是黄道十二宫,十二宫就是指黄道带上大致分布着十二个星座(它们是白羊座、金牛座、双子座、巨蟹座、狮子座、室女座、天秤座、天蝎座、人马座、山羊座、宝瓶座和双鱼座),不过这十二个星座是占星术里的,而天文学中在黄道带上的星座其实有13个,比占星术多一个蛇夫座,不过我对占星术暂时不怎么感兴趣,也就不展开了,有兴趣可以自己继续专研。

三、黄道的刻度

太阳一年在黄道上走一圈,我们怎么描述它走到哪儿了呢?这就需要给黄道标上“刻度”,这个“刻度”,就叫黄经。人们把黄道的一圈分为360份,这和测量角度一模一样。那么起点(0°)在哪里呢?

黄道和天赤道(就是天球的赤道)在天球上有两个交点分别是春分点和秋分点,春分点就是黄经的0°(这应该就是方便一点吧)。接着按照天文学的惯例,以春分点为起点自西向东度量,直到360°。

小小总结一下:春分这一日,太阳的位置(这个位置表示的就是上面讲的投影或者视觉运动)在黄经0°,这样我们就可以用黄经表示太阳的位置了,反过来太阳的位置不同,黄经也不同。而太阳所在的黄经与节气有很密切的关系的(这里应该还涉及一些太阳直射点的知识,初中科学知识,哈哈)。

四、黄经与节气

二十四节气就是用太阳在黄道上的位置定义的,太阳在黄经0°的时候就是春分,15°时是清明,以此类推。每隔15°一个节气,一圈360°,一共是二十四个节气。


二十四节气的太阳黄经度数分别为:

春季:立春315度,雨水330度,惊蛰345度,春分0度,清明15度,谷雨30度。

夏季:立夏45度,小满60度,芒种75度,夏至90度,小暑105度,大暑120度。

秋季:立秋135度,处暑150度,白露165度,秋分180度,寒露195度,霜降210度。

冬季:立冬225度,小雪240度,大雪255度,冬至270度,小寒285度,大寒300度。

再举个春分例子吧,比如在春分这一天,我们已经知道太阳直射赤道,全球昼夜平分,此外,这一天太阳完成了一个周年的运动,回到了起始点——黄经0°,今天太阳的位置叫做“春分点”,位于双鱼座,这个点也是测量星星位置的起始点。

布置一个作业,比如今天是2022年8月22日,今天地球在哪里?太阳的位置在哪里(还是上面提到的投影)?位于哪个星座呢?是什么节气?这个阶段有哪些风俗活动呢?又有怎么样的物候呢?这些问题留给你自己去探寻一下吧。

最后,感谢你听我叨叨了这么多,我是天文门外汉,如果讲错了请大家原谅。文中部分资料也是我整理出来的,主要是自己学习为主。














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