冬至里最短的白天,但也是最长的一天

2021-02-1404:09:12 发表评论

冬至里最短的白天,但也是最长的一天

冬至里最短的白天,但也是最长的一天

图解:地球仪上的日行迹,摄于维也纳地球仪博物馆。

冬至里最短的白天,但也是最长的一天

冬至里最短的白天,但也是最长的一天

当我们说一年中最长的一天会在每年冬至左右来到时,这并不是白天,而是从太阳正午(太阳在中天的时刻)或正午到下一个正午之间的间隔,在冬至这天,地球相对正午太阳自转一周的时间比平时长大约半分钟。

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冬至里最短的白天,但也是最长的一天

冬至里最短的白天,但也是最长的一天

今年,冬至在12月22日,北京时间12点19分到来。对于处在北半球的我们来说,冬至意味着白天最短,夜晚最长。如果我们从另一个角度来看待一天的长度的话,全球白天最长的一天在12月份。

冬至里最短的白天,但也是最长的一天

要记住:我们墙上的钟并不是测量一个白昼真实长短的工具。为了测量一个正午太阳到下一个正午太阳的长度,我们需要日晷。日晷能精确地告诉你当地正午太阳的时刻,也就是一天中太阳达到最高点的时刻。

本文顶部的照片展现了一个8字曲线,8字曲线展示了太阳的偏转角,它的角度来自天球纬度和时钟测出来的时间和太阳测出来的时间之间的差(分钟)。

图解:于美国新泽西州的贝尔实验室外拍摄到的日行迹,摄于1998至1999年,由多张在不同日期拍摄的影像叠合而成。由于日行迹是用以显示在一年不同日子的同时间下,太阳在天空中的位置差异,因此拍摄这种现象都需要花上约莫一年的时间。

所以,现在是十二月,这意味着地球相对于太阳的一次自转——我们称之为太阳日——比全球平均24小时还长约半分钟。

从一个太阳正午到下一个太阳正午,在二至点前后一天的时间总是比24小时长,在二分点前后一天的时间总是比24小时短。

图解:地球的北半球观测到的日行迹,地平纬度和地平经度比例相同

现在全球正处于一日时长最长的时候——因为我们在冬至日比在夏至日更接近太阳。地球的近日点(离太阳最近的点),总是在一月初到来。当我们离太阳最近时,我们的星球在其轨道上移动的速度比平均速度快一些。这就意味着我们的星球每天在太空中运行的距离比平均距离远一些。结果是,地球必须再多绕轴转一点,太阳才能回到其正午的位置。因此太阳日变得更长。

图解:地球的日行迹

多出半分钟听起来不是很多,但差别会越来越大。例如,在冬至日的前两周,正午时间比冬至日早了约七分钟。在冬至日的后两周,时钟上的正午时间比冬至日本身晚了约七分钟。因为现在时钟和太阳极不同步,所以每年的这个时候,一些令人困惑的现象,使人们抓狂。

在北半球,一年中最早的日落是在十二月冬至之前,一年中最晚的日出在十二月冬至之后。

在南半球,一年中最早的日出在十二月夏至前,一年中最晚的日落在十二月夏至之后。

尽管两至带来了最短/最长的白天,但最早的日落/日出总是在至日之前,最晚的日出/日落总是在至日之后。

事实上,在一月初,我们离太阳最近时也意味着北半球冬季(南半球夏季)是四季中最短的。同时…也是太阳日漫长的季节。

图解:伊利诺斯州芝加哥市阿德勒天文馆外的日晷。日晷可以让你测量从一个太阳正午到下一个太阳正午的时间。图源: Ben+Sam

总之:从一个太阳正午到下一个太阳正午,12月是整个地球上白天/黑夜周期最长的一天。

相关知识

冬至(英文: Winter solstice),又称冬节、贺冬,二十四节气之一、八大天象类节气之一,与夏至相反。冬至日是一年中白昼最短之日,北半球冬至一般都在西历12月21日到12月23日之间,华夏历法用冬至所在月来定义十一月。

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. 言雨非 :苏小苏- earthsky

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