我留意到在曩昔的十二月,日落在冬至之前的几天开端变得越来越晚。为什么一年中最早的日落不是呈现在最短的那一天呢?这个现象和地球在一月处于近日点这一现实有什么关系吗?
咱们的时钟和“均匀太阳日”是同步的,“均匀太阳日”是太阳的一种运动,其假定地轴(或歪斜角)的歪斜度为零且地球轨迹彻底为圆形(即椭圆率为零)。因而,咱们首要考虑歪斜度和椭圆率悉数为零的状况。这时,黄道(太阳系的平面和太阳在天空中相对于恒星的运转轨迹)就会与天球赤道相一致。因为时钟和太阳是彻底同步的,所以太阳总会在下午12点坐落子午线上。
可是现实上,地轴有23.5度的倾角。因而,黄道相对于天球赤道也歪斜了23.5度。那么会发作什么呢?以秋分点为例,假如倾角为零,那么太阳每天都会沿着天球赤道运动(这是因为地球环绕太阳公转而引起的运动,而不是地球绕其轴心自转发作的)。可是因为实践上的倾角为23.5度,太阳会与天赤道成23.5度角的轨迹移动,或许一起向南和东方向运动。
现在,咱们来比较一下这两种状况下太阳向东移动了多少(状况分别为零度倾角和23.5度倾角)。能够获得的结论是,在歪斜度为零的状况下,太阳向东移动的会更多。因而,太阳会在时钟显现为下午12点之前抵达子午线(表明当地正午),这是因为太阳向东移动的速度会比倾角为零时要小。因为时钟一直与“均匀太阳日”同步,因而这种差错(发作在当地正午和时钟12点时刻之间的)将继续增长。
现在,跟着太阳逐步向南移动,能够留意到赤经的总线变得更拥堵。此外,还能够观察到在冬至点邻近,太阳的运动沿着-23.5度的磁偏角,也就从另一方面代表着太阳只是向东运动。结合这两个现实,不难发现在四个分支点时,太阳向东移动的速度比歪斜度为零的时分要快。因而,在某些时刻,当地正午和时钟12点之间的差异将减小直至为零。这个现象正好发作在这四个节气点。过了这些节点,太阳仍会以大于“均匀太阳日”的速度向东移动。因而,当地时刻将会晚于时钟显现的正午。
从冬至到春分,跟着太阳向更高的磁偏角歪斜,会呈现与上面相反的成果,并且在春分点的时分,当地正午和时钟的正午会再次重合。因而,仅考虑歪斜度会得到:
当地正午和时钟正午会在分至点重合。
在二分点之后,时钟的正午将发作在当地时刻正午之后。
在二至点之后,时钟的正午将在本地正午之前呈现。
时钟正午与当地正午之间的最大差错约为9分40秒。
一起,以下现象也是因为歪斜得到的:
当地正午会在11月初至2月初之间继续偏晚。
当地正午会在2月初至5月初之间继续偏早。
当地正午会在5月初至8月初之间继续偏晚。
当地正午会在8月初至11月初之间继续偏早。
因而,接近冬至的时分,日出会变得更早而日落则会变晚。可是因为当地正午变得比时钟正午要晚,所以会形成日出和日落时刻的推迟。这两种现象的结合会导致更晚的日落呈现在实践冬至时令之前,虽然白日还在不断变短。可是必需求分外留意,咱们只是考虑了倾角的影响,而假定轨迹是圆形的。
现在,让咱们来看一下考虑地球轨迹的椭圆率会有什么发作。在这里咱们假定歪斜度为零。假如地球的轨迹是圆形,那么两个当地正午之间的时刻在一年之中都会是相同的。可是因为地球轨迹是椭圆形的,所以地球的移动速度比在近日点(1月左右)邻近的均匀速度要快,而比在远日点(7月左右)邻近的均匀速度要慢。
以太阳为中心,地球环绕其旋转构建一个模型。那么相比之下,一颗恒星就会处于无限远的间隔。现在,在地球上制作一个方位并将此符号为正午。那么跟着地球的自转,这个点也会在其轨迹上运动。当你在地球上符号的点再次到正午的时分,在轨迹上符号其方位。这个时期便是均匀太阳日(另需留意均匀太阳日不同于地球绕其本身旋转一周所需求的时刻)。
现在,假如地球运动的速度快于均匀水平,那么它在相一起间内在其轨迹上运动得更多,因而你在地球上符号的方位将不会是正午。地球有必要旋转更多才干抵达正午的方位。因而,当地正午会晚于近日点的时钟正午。在远日点处会发作相反的现象,地球的移动速度会慢于均匀速度,因而当地正午发作的时刻早于时钟正午。一起,差错在近日点邻近时会逐步添加,而在远日点邻近时则逐步削减。
因而,当考虑椭圆率时,
当地正午会在十月至四月期间呈现的越来越晚。
当地正午会在四月至十月期间呈现的越来越早。
当地正午和时钟正午之间的最大差错大约为8分钟。
现在,让咱们将这两种影响要素结合在一块儿来看看冬至前后会发作很么:歪斜度和椭圆率两者的结合使得冬至邻近的当地正午晚于时钟正午。因而,这导致日出和日落的时刻都会变晚(没有这种影响的话,日出会变晚而日落会变早)。整体的作用便是,即便白日变得越来越短,日落也会在冬至前开端变得更晚。
参考资料
1.Wikipedia百科全书
2.天文学名词
3. 阿猜猜猜- astro-Jagadheep D. Pandian
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