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这是什么流星雨?(上)

初 凉

宋代诗人吴可[生卒年不详,宋徽宗大观三年(1109年)进士]写了一首题为 “初凉”的诗:

初凉宜夜透衣罗,

时见流星度绛河。
渐觉露漙金掌重,

梧桐影外月明多。

“初凉”和“露漙”(漙,音tuán,形容露水多)让我们想到已经过了初秋的“秋老虎”时节,到了仲秋的白露前后,“时见流星”则反映了这是流星雨现象。又从诗歌最后一句“月明多”反映这一晚正是满月前后,我们可以推断诗人所见应是大流星雨且正逢高潮,否则在明亮的月光下难以时时见到有流星显现。这使我们想到北半球三大流星雨:英仙座流星雨、象限仪座流星雨和双子座流星雨。双子座流星雨在19世纪中叶才出现,首先就被排除;象限仪座流星雨出现于每年的1月初,不符合诗歌描述的观看时间,也把它划去。那么,是否就可断定是英仙座流星雨了呢?(参见图1)

图1 英仙座流星雨(来源:网络) 

英仙座流星雨是以英仙座γ星(天船二)附近为辐射点出现的流星雨,来自辐射点的颗颗流星确实有许多掉落在银河(“绛河”是银河的别称)里(参见图2,图中绿色阴影部分为银河,红圈中心为英仙座γ,还请参见图8)。这能成为一个佐证。现在英仙座流星雨出现的日期是每年的7月17日至8月24日,高潮出现在8月12日至13日。对于节气而言,高潮大致上出现在立秋后的4、5日,这时将出或刚出末伏(出末伏是立秋后的第一个庚日),要说“初凉”实在勉强,姑且就说这是英仙座流星雨吧。

         图2 英仙座(来源:《中国大百科全书·天文卷》)

且慢,还没有考虑现代的春分点,与诗人吴可先生生活的时代那个时候的春分点,两者之间的岁差。

地球是一个椭球体,表现为赤道部分相对于球体隆起。地球赤道对于黄道面有一个约23.5°的夹角,位于黄道上的太阳和距黄道面不远的月球对地球赤道隆起部分的引力所产生的力矩导致地球赤道面旋转,会使赤道面有向黄道面重合的倾向。但是,地球在不停地自转着,自转运动的惯性使赤道面和黄道面的夹角不会改变,结果造成地球自转轴绕垂直于黄道面的轴线作进动。这种情况与地面上斜着自转的陀螺产生的进动很类似。地球自转轴进动时,所指向的天极方向与黄极方向的夹角始终等于黄赤交角,进动方向则与地球自转方向相反(参见图3),进动周期为25800年。

图3 地球自转轴的进动

地球很像一个缓慢进动的大陀螺,这种进动导致北天极在恒星间的位置在不断变动。从天球中心看去,北天极沿一个以黄极为中心、以黄赤交角为半径的圆周逆时针向运动(参见图4)。目前北极星是小熊座α;到公元7000年时,北极星将是仙王座α;而到公元13000年时,北天极离织女星(天琴座α)很近,到那时织女星便变成辉煌灿烂的北极星了。经过一个岁差周期,即25800年,北天极将回到当前小熊座α的位置上。

(a)实体示意图 (b)黄极周围天球图

图4 地球自转轴进动引起的北极星的变迁

岁差引起的地轴进动造成黄道与赤道的交点位置发生变化,结果春分点在赤道上每年向西退移。这就是春分点的岁差。我们现在所用的格里历规定春分在3月21日,实际上由于历年与回归年的偏差使得春分在3月20~22日之间游移,平均来说保持在3月21日。诗人吴可生活历经北宋和南宋两代,即11世纪与12世纪之交,距今约900年前。那个时代的春分点在现代春分点的东边。流星雨的高潮发生在地球运行到地球轨道与流星群的轨道交点上的时候(参见图5)。设若英仙座流星群与地球轨道交点的空间位置在长于900年的时期里没有改变,每经过一个恒星年,地球到达这个交点,这是地球环绕太阳公转的周期,等于365.25636日。可是我们现在的日期是根据格里历来计量的,格里历的历年平均长度是回归年,这是太阳周年视运动经过春分点的周期,也是24节气轮回的周期。岁差使得春分点在黄道上向西退行,这与太阳周年视运动的方向相反,于是使得回归年缩短到只有365.24219日。回溯到900年前,英仙座流星雨高潮出现的日期应比现在超前了       

(365.25636-365.24219)×900=12.7日

也就是说,如果用格里历计量900年前的日期,那时英仙座流星雨的高潮应发生在7月29日或30日,诗人应在立秋前8、9日,即大暑后6、7日见到这次流星雨高潮。这时还在中伏,正是一年里很热的时候,又与“初凉”有悖。看来讨论又回到了起点。

图5 地球轨道与英仙座流星群轨道相交示意图

笔者读到大科学家竺可桢先生的文章说,从文献记载的物候分析,12世纪初期,中国气候加剧转寒。例如1111年第一次记载太湖结厚冰,以致冰面上可以走车马(中国近五千年来气候变迁的初步研究,《天道与人文》,北京出版社,竺可桢著,施爱东编,2005年5月第一版,第89页)。与竺先生的论文相应有一张“中国五千年气温变化曲线”图(参见图6),由图可见,在北宋向南宋转换之际(1127年汴京陷落,北宋亡),中国的平均气温陡降3°C(见图中“③冷”),而且气温最低点几乎是5千年来的最低点。有竺先生的研究成果为支撑,我们可以认为在诗人生活的时代,立秋前的10来天,已能感到“初凉”,甚至已经普遍结露,那么我们的结论又能得到肯定了。

图6 中国五千年气温变化曲线(来源:读秀论文网,多米尼克推荐)

未完待续




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