今天是2/29,四年一次的閏年。還記小時候初次聽聞有閏年這概念時,很是驚訝,原來竟然有四年才出現一次的日期。還記得國小時,有個同學的生日就是2/29,雖然父母都會選擇在差不多的時間替他慶生,但同學們都覺得他很可憐,感覺四年才有一次真正的生日能過。長大後也遇過另一個229生日的朋友,本就不喜歡過生日的他,反而覺得四年一次的生日對他而言顯得很是可貴。
這畢竟是四年一度的閏年,少有談及天文曆法的機會。
即便長大成人,很多人還是不明白閏年是怎麼來的。
我們今天的曆法格里曆沿襲自儒略曆。簡單來說,閏年的概念就是除法之後剩餘的餘數,因為不足整數,但又無法忽略,只好將多個餘數湊成整數,也就是我們四年一次的閏年。地球繞太陽公轉一周時,自轉並不是365次,更精確的說是365.25次。但後面的0.25終究沒辦法忽略,因此天文曆法在四年的0.25湊成1時,於二月的最後補上一天,即為我們今天的閏年。(事實上儒略曆每年的長度皆不同,但平均長度為365.25)
事實上,所謂「年」的定義,就又分歧。分做回歸年、恆星年、近點年和交點年,要搞懂這些定義上的差異,不只是得花費相當功夫,甚至早期各大文明彼此的對於天文曆法的定義以及宗教習慣皆不同,能有今天的統一實在不是容易的事情。
不過由於因為這些年的定義,各自都有自己的道理和理論,若不加以統一規範,恐怕各大研究設施光是要彼此溝通,就得花去不少溝通成本,還可能造成許多數學上的誤會及錯誤。因此在1984年時,國際天文年統一使用「儒略年」。儒略年和儒略曆沒有任何關係,儒略年將365.25後面的小數字去除,統一規定一年的長度即為365.25天。
現在的我們靠著各類觀測器材,甚至許多學子只要有著GOOGLE,都能輕易在網路上找到這類名詞的定義和解釋,甚至還有實例做為分享。
現代人或許可以想像,哥白尼每天在夜間房子的窗戶玻璃上,貼著白紙畫星星,逐年逐月這樣畫,進而找出天體間的移動規律。
但我實在無法想像,公元前兩百多年,埃及法老托勒密三世的科研團隊,是怎樣在相關技術知識和科技都不足,甚至生活品質也遠遠落後今天的情況下,發現這些天文知識,並成立建立一套天文曆法系統,甚至順利發明「閏置」這概念。實在太令人不可思議了。
我記得很多年前,曾問些物理專業的朋友
「如何從生活能接觸到的大小事物,發現地軸傾斜之事實?」
結果只得到一堆所謂「四季」的爛答案。四季是地軸傾斜所產生的現象。從來就不能得到地軸傾斜的結論。真要說四季,也得說於四季觀測太陽之仰角不同,或者南北半球的四季相反等。
這些事情在今天的生活都發現得如此困難,更何況過去?
「太陽仰角定義」的推薦目錄:
- 關於太陽仰角定義 在 子迂的蠹酸齋 Facebook 的最佳解答
- 關於太陽仰角定義 在 每日一冷 Facebook 的精選貼文
- 關於太陽仰角定義 在 高中地科不同緯度的太陽視軌跡 - YouTube 的評價
- 關於太陽仰角定義 在 臺北天文通- 12/22是#冬至喔!這天#太陽直射南回歸線 的評價
- 關於太陽仰角定義 在 太陽仰角查詢的評價費用和推薦,DCARD、EDU.TW和網紅們 ... 的評價
- 關於太陽仰角定義 在 第1 次期中考高二地球科學試卷卷別:綜高班 的評價
- 關於太陽仰角定義 在 太阳位置及辐射强度等属性的计算方法 - Jack Huang's Blog 的評價
- 關於太陽仰角定義 在 嘉義春分夏至冬至中午太陽仰角 - YouTube 的評價
太陽仰角定義 在 每日一冷 Facebook 的精選貼文
你知道嗎?【最長的一天】#本日冷知識1529
大給厚,大家好。冬至湯圓吃完恰逢耶誕 ← 可不盡然是巧合。又忽有天文奇景日環食* 出現。科宅覺得振奮,有個梗一定要趁這個時機抖出來。
那就是海誓山盟,地久與天長——我們都知道台灣在北半球,冬至對咱來說是白天=日照時數最短的一天。但各位朋友你知道嗎?冬至後的一兩天,卻意外的是地球上最長的一天。
「喔,科宅又在說瘋話了。」不不,其實道理很簡單,講個五千字你就懂了。喔喔不,別走ㄚ。三年前 Vsauce 有一集 "How Earth Moves" (地球怎麼動),只要看懂了你就會相信......麥摳的眉毛了。而小編沒有那麼俊俏的眉毛,於是只能試圖用文字和大家解釋三維空間中的運動現象。
「別試了。不會有用。」那好,我只講重點,那之後仍有興趣的人我們在留言區繼續聊問答ㄅ。
「冬至是白日最短」和「冬至後一兩天是一天最長」兩個陳述之所以不矛盾,當然是前者的 白日 和後者的 一天 說的是不同的定義。冬至是一年中日出最晚、日落最早,所以由日出到日落的日光時間最短的一天,主因是地球自轉軸傾倒了 23.5 度角,冬至這天對北半球來說太陽的「赤緯」(相對於地球赤道的仰角)最低,所以運行的軌跡很快就遇到地平線了。
後者的一天指的是 #太陽日(solar day),定義是今天的正午(日正當中)到明天的正午之間經過的時間。是透過觀測太陽方位,也就是看日晷的竿影來決定的(因為直視太陽眼睛會瞎,母湯喔)。
【是的,一年當中的每天其實並不一樣長】,如果你忘了這整篇文章的內容,記得這點就值得這集的冷了。這個事實反而對現代人來說比較驚訝,因為我們拋棄日晷很久了,都是透過精密的電子鐘錶/機械鐘錶認知時間。
鐘錶上的每天都等長的一天使用的是「平(均)太陽日」,也就是將一年平均分給 365.2425... 天後的結果。導致的結果是,若我們實際在 12:00 去觀測太陽,就會震驚地發現「一年裡只有四天你的手表說的正午會是真的正午」。
現在是年底,在推特、IG、FB的天文社群會開始流行發一個有點神祕的圖:2019 年的太陽軌跡。這個叫做「日行跡」(analemma)的圖是在一年之中,每天的同一個時間在同一個地方拍攝太陽。把所有照片疊成一張,得出的太陽8 字形軌跡。8字形之中,只有太陽位在 8的對稱軸上的四天,手表的中午和日晷的正午(竿影最短)會重合。
其餘日子裡,因為手表的時刻和日晷的時刻之間逐漸產生起起伏伏、你追我趕的落差,所以「同一個時間拍攝」(手表時間)太陽,才會在天上不同的位置,這就是日行跡的簡要由來。
是什麼造成每一天太陽不肯乖乖同一時間出現在同一個地方呢?地平論者:因為太陽和你我一樣都會賴床、上班塞車。地心說天文學家:笨笨的,當然是因為太陽除了繞地球運轉之外,還繞著一個本輪(epicycle)所以忽快忽慢的。這些不合時宜的可愛言論以下省略。
我們親愛的科學克卜勒:那是因為地球繞太陽公轉的的軌道不是正圓。橢圓軌道中的「等面積定律」(後世:克卜勒第二定律)說道——地球在近日點時運動得快、在遠日點時運動得慢。
這裡我真的無法解釋得比 YouTube 的解釋之王好,所以若你感到興趣,請從這個時間碼 [9:17] 開始看個半分鐘
youtu.be/IJhgZBn-LHg?t=557
地球的近日點在近代都落在 1 月 2 號到 5 號左右。下一次是落在 2020 年 1 月 5 號。←造成這三天落差的原因超有趣,近日點並不會自己亂跑,而是我們的曆法採用閏年,日期會亂跑,每四年一循環的緣故。
但一年最長的一天又不是地球近日點(perihelion),而是在冬至後幾天,原因就有點難用文字說明了,簡言之又是地軸歪 23.5 度的關係,因為太陽日是以太陽為準,太陽在黃道面上,但地球自轉是在赤道面上運動的,這樣3D的相對運動關係所導致的。
容我這麼簡化,如果地球是正圓形軌道公轉,則最長的太陽日會有兩天,一天在夏至,一天在冬至。但與橢圓軌道的影響疊加之下,冬至+近日點的那一次就贏了。至於冬至和近日點之間只差三周這件事完全是天文學、以及人類歷史的巧合,#米蘭科維奇 先生對此頗有研究。
在日行跡上,最長的一天是8字形較大的那個環上,水平切線碰到的那天。也就是 12 月 25 日前後。
講那麼多這神奇的一天比平均值長多少呢?大約 30 秒而已,非常不顯著 XD
說真的,我這篇文章非常粗糙 sketchy,完全沒有想解釋到 100 % 準確,一來那樣要多花五千字,二來我自己也是花了三年才搞懂,何苦要和各位苦苦相逼 XD 只要和大家報告有這麼一回事,挑起大家的興趣之後,改天若各位忽然想起,想和朋友說,卻~~燈冷~~發現自己不是很懂的時候,就會再次認真研究了。
慢慢來,太陽不會跑走。這冷知識大概一千年內都不會過期。地球公轉軌道最大的擾動來自於月球和木星的萬有引力。
最後,你知道嘛?不只冬至和地球近日點差三個禮拜,今天和 #民主到期續約日 也差兩個半禮拜。去投票,該死的,沒有藉口,多謝。
*附註:和日全蝕一樣,日環食只有在當天日半球的狹長地帶才能看到。2019/12/26 的日環食地帶的緯度低,通過斯里蘭卡、新加坡,在台灣只能觀測到日偏食。但好消息!近在 2020/06/21 的日環食地帶會通過台灣。
太陽仰角定義 在 臺北天文通- 12/22是#冬至喔!這天#太陽直射南回歸線 的推薦與評價
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 ... ... <看更多>
太陽仰角定義 在 第1 次期中考高二地球科學試卷卷別:綜高班 的推薦與評價
(B)行星繞太陽公轉的週期與地球繞日公轉週期不同,所以會發生逆行現象 ... 如果太陽的仰角為θ ,竿影為X,竹竿長為Y,則sinθ 為多少? ... <看更多>
太陽仰角定義 在 高中地科不同緯度的太陽視軌跡 - YouTube 的推薦與評價
高中地科不同緯度的 太陽 視軌跡. 5,389 views5.3K views ... 高中地球科學_大氣的運動_氣壓梯度力與科氏力的 定義 _吳嘉鴻 . DeltaMOOCx . DeltaMOOCx. ... <看更多>