真太阳日和真太阳时
2012-06-21 09:28阅读:
上回起名通用通俗易懂的方法讲解了真太阳时是怎么一回事。这次,起名通为有兴趣深入研究真太阳时形成原理的读者提供天文地理学上的解释。
科普知识分享:真假太阳日 昼夜交替周期,俗称一日。即太阳中心连续两次经过同一子午线的时间间隔,平均长度为24小时。一个太阳日期间,地球平均自转了360°59′,其中59′是地球公转造成的。太阳日有真太阳日和平太阳日之分。
真太阳日
真太阳日又叫视太阳日,其长度是由观测得来的,也叫实测太阳日。这种太阳日具有明显的季节性变化,是长短不等的。其原因有:
地球公转速度不等
太阳日所以不同于地球自转周期,是由于它不但同地球自转有关,而且还同地球公转有关,一日之长是地球自转和公转两种运动的复合反映。由于地球公转轨道呈椭圆形,所以日地距离不断变化着。在近日点,地球公转速度最大,每日达61′,所以冬至前后真太阳日长;在远日点,地球公转速度最小,每日运行57′,所以夏至日前后真太阳日最短,两者长短相差±8秒。
黄赤交角存在
太阳在黄道上运行,而时间的流逝——一日之长是在天赤道上度量的。由于黄道和赤道斜交,故有黄赤交角存在。这样一来,即使地球公转是匀速的,每日太阳黄经差都是59′,而由它所造成的赤经差也是不等的。这是因为,每日太阳赤经差是每日太阳黄经差在天赤道上的投影,其长度也随季节而变化。即由于黄赤交角存在,而使真太阳日在二分前后变短,在二至前后变长,长短相差±21秒。可见,它是导致真太阳日长短不等的主要因素。
由于近日点、远日点、中日点都在二至点和二分点之后大约十日多,所以秋分较春分距日远些。因此,秋分比春分的真太阳日更短些。这样,关于真太阳日的季节变化就可得出这样结论:一年之中,真太阳日冬至前后最长、秋分前后最短,即“冬至长、秋分短”的结论。两者长短相差达51秒。这是地球公转速度不等和黄赤交角存在两个因素同时发生作用的结果,而主要因素是后者。
平太阳日
平太阳日是真太阳日的全年平均值。因为在一年之中真太阳日有长短变化,影响计量时间单位长短的客观标准,所以取一个回归年的365.2422个长短不等的真太阳日的平均值,作为一日之长,叫做平太阳日。平太阳上中天的时刻为正午12时,称为平午,而平太阳下中天的时刻为夜半0时,称为平子夜。平太阳日的长度相对稳定,没有季节变化。一个平太阳日分为24平太阳时,一个平太阳时分为60平太阳分,一个平太阳分分为60平太阳秒。由于地球自转速度不稳定,有长期变慢现象,所以平太阳日、平太阳时、平太阳分和平太阳秒,都在不断变化着。因此,平太阳秒于1967年被原子秒所取代。原子秒的长度稳定,计时精确。但有了原子计时,也不是置太阳计时(世界时)于不顾,而是把原子时和世界时两者协调起来,设置“闰秒”制度,从而产生了协调世界时。