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夏至已至 今天白天格外長
發(fā)布時間:2020-04-20

太陽是最引人注目的天體,它的升起與降落給地球帶來白天和黑夜,為人類確立最基本的時間單位:天。如果統(tǒng)計一下日常生活中用得最多的字,那么結(jié)果很可能是“天”。

  天空看上去像半個透明的球,可以想象,另外半個球在地平面以下。天文學上把以地球作為中心,半徑很大很大的透明球叫作天球,日月星辰都位于天球上。建立天球概念后,可以方便地觀察天體的運動、記錄天體的位置。

  身體站直,頭頂正上方對應的天球上的那一點是天頂,腳底正下方對應的那一點叫做天底。天球上,與天頂、天底相距90°的大圓,叫作地平圈。地平圈上有東、南、西、北方位點。天球上,通過北點、天頂和南點的大圓,叫做子午圈(圖1)。子午圈把天球分為東西兩個半球。

  

  圖1、天球上子午圈示意圖(圖片來源:作者繪制)

  天體到達子午圈時,叫作中天,距離南點較近時,稱為上中天;距離北點較近時,稱為下中天。

  和太陽有關(guān)的成語你知道多少?

  每天,人們追蹤太陽在天球上的位置,確定一天的時間:露出地面為早晨;上中天為正午;落山為晚上;下中天為子夜。與此相應還有許多成語,每個都意味深長。

  旭日東升。旭日:初升的太陽。形容朝氣蓬勃的氣象。也比喻艱苦的歲月已過去,美好的日子剛剛來到。

  如日中天。中午太陽上中天,比喻事物正在最興盛的時候。

  日中則昃。太陽上中天后就開始偏西,來到天球的西半球,從之前的上升,轉(zhuǎn)變?yōu)橄陆?。比喻事物發(fā)展到一定程度,就會向相反的方向轉(zhuǎn)化。

  日落西山。太陽從西山落下,比喻人到老年將死或事物接近衰亡。

  一年中在不同日子里,太陽在天球上的運行軌跡也不完全一樣,夏至這天更是與眾不同,呈現(xiàn)出不同景象。

  2019年6月21日是北半球夏至。

  古人對夏至的描述是:“日北至,日長之至,日影短至,故曰夏至。至,極也?!敝苯臃g過來的意思是:一年中,夏至這天,太陽最北,白天最長,影子最短,所以稱為夏至。至是極、最的意思。

  正午太陽高度最高 影子最短

  6月21日夏至正午,北半球中緯度地區(qū)太陽高度最高,樹木、建筑物等的影子最短。

  

  圖2、北半球中緯度地區(qū)夏至正午太陽高度最高示意圖。(圖片來源:作者繪制)

  6月21日夏至這天太陽直射地球表面的位置到達最北端—北回歸線,北緯23°26',在那里,正午太陽與天頂重合(圖2),樹木、建筑物等的影子消失不見。我國大部分地區(qū)在北回歸線以北,比如北京是北緯40°,太陽從來不會出現(xiàn)在頭頂正上方。

  

  圖3、北回歸線夏至正午太陽與天頂重合示意圖。(圖片來源:作者繪制)

  夏至這天日出日落方位最偏北

  6月21日夏至這天太陽升起降落方位最偏北(圖4)。夏至過后,太陽升起降落的方位逐漸靠近東方,在秋分的時候,剛好位于正東方。

  

  圖4、北半球中緯度地區(qū),夏至太陽升起降落方位最偏北示意圖。(圖片來源:作者繪制)

  夏至這一天為什么白天最長?

  因為6月21日夏至這天太陽升起降落方位最偏北,正午太陽升得最高,所以太陽在地面上運行時間最長(圖5),導致白天最長,夜晚最短。

  

  圖5、北半球中緯度地區(qū),夏至太陽在地平面上運行時間最長示意圖。(圖片來源:作者繪制)

  北半球夏至這天,位置越靠北,白天的時間越長,夜晚的時間越短。到了北極圈,太陽全天不落,全天都是白天,沒有黑夜,出現(xiàn)極晝;南極圈剛好相反,全天太陽都不升起,全天都是黑夜,沒有白天,出現(xiàn)極夜。

  漠河是我國最北的城市,但在北極圈南邊,所以,漠河是我國夏至這天白天時間最長的城市。2019年6月21日,漠河日出時間預計為03:23:22,日落時間預計為20:18:51,白天預計長達16小時55分29秒。

  地球上有夏至日的根本原因是地球“斜著身子”繞太陽公轉(zhuǎn)。如果地球直立著繞太陽轉(zhuǎn),也就是地球公轉(zhuǎn)軌道平面與地球赤道面重合,那么地球上就沒有四季變換,一年中每一天的白天黑夜時間也不變。



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