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2017/12/22 冬至

 
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春秋分與夏冬至,地球與太陽相對位置示意圖。   冬至不僅是我國傳統24節氣之一,也是天文學上一個重要的時間與位置。

  太陽將在2017/12/22凌晨的0:28達冬至時刻,也就是太陽位在黃經270度而且赤緯最南的時候 ,所以又有「日至南」之稱。此時太陽位置人馬座中,陽光直射南回歸線,在南回歸線上,於正午時可見到太陽在頭頂的正上方,而北半球所見的正午太陽仰角最低、竿影最長;這一日也是一年中晝最短、夜最長之日。冬至過後,太陽直射位置逐漸北移,日出日落的位置也逐漸向北偏。

  由於冬至這一天竿影最長、最容易測量,因此中國古代曆法乃以冬至為「歲首」,也就是一年的開始,冬至所在的農曆月份稱為「子月」,因此冬至所在的農曆月基本上是不設置閏月的。此外,西元前5世紀左右。約2000多年前的春秋戰國時代,天文官已經知道利用冬至正午竿影或圭表影子的長短變化來測定一年的長短,並將累積數百年的觀測結果綜合之後,發現真正的一年長度,也就是所謂的「回歸年」或「太陽年」,事實上是(365 日5時48分46秒,差不多是365.25日(古代寫作「三百六十五日四分日之一」),稱為「歲實」。這個數值與目前根據最新技術測定的365.2422天,相去無幾,就2000多年前少有精密儀器的年代來說,實屬不易。 


  曆法上,冬至是中國古代真正的一歲之首,故素來有賀冬或拜冬之禮,甚至有吃完湯圓長一歲之說。在《周禮.春官》中有云:「以冬日至,致天神人鬼;以夏日至,致地祇物魅。」即因古人有天圓地方的觀念,故而有冬至圜丘祭天、夏至方澤祭地的習俗呢!(註:圓形的圜丘壇為北京天壇建築群最南端之處,是皇帝祭天主要場所;方形的方澤壇為北京地壇建築的主體,因周圍有名為方澤的水池環繞而得名,是皇帝祭祀土地神祇的主要場所。)

 


  由於地球繞太陽公轉軌道為橢圓形而使公轉速度並非等速,再加上地球自轉軸相對於公轉面有一約23.5度的傾角,使得每日太陽過中天的正午時刻不一定是鐘錶上的中午12時,有時在12時之前,有時在之後,其中差異最大者在2/12和11/3,這也使得午前和午後的白晝時段並不等長。此現象稱為均時差。如果每天固定時間去拍攝太陽,將一整年的太陽軌跡(日行跡)疊合在一起後會呈現8字形,不同緯度的日行跡亦不相同,有興趣者不妨耐著性子,努力一年就有成果。

  受到均時差影響之故,冬至日雖是晝最短、夜最長之日,但卻非日出最晚、日落最早的一日。事實上,臺北地區日出最晚之日在1/13~14前後,日落最早者則在11/29~30前後。

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