真太陽時(shí) 真太陽時(shí) 是一種針對(duì)日正當(dāng)中的日照角度計(jì)算時(shí)間的方式，也就是只拿中午十二點(diǎn)正到明天中午十二點(diǎn)正為基準(zhǔn)，規(guī)劃出24小時(shí)，排除了夏天日長(zhǎng)夜短、或冬天日短夜長(zhǎng)，用經(jīng)度把世界劃分出固定的時(shí)區(qū)。 均時(shí)差是在一年之中，來自日晷和鐘表的時(shí)間差異。日晷可以比鐘表的時(shí)間快（超前）16分33秒（大約在11月3日）或慢（落后）14分6秒（大約在2月12日）。這一是因?yàn)榈厍虻墓D(zhuǎn)軌道不是正圓，二是因?yàn)辄S道與赤道之間存在一定的夾角。均時(shí)差可以用來解釋日行跡。 因?yàn)樘柕倪\(yùn)動(dòng)是每日轉(zhuǎn)一圈，也就是每24小時(shí)轉(zhuǎn)360°，或是每4分鐘轉(zhuǎn)1°，而且太陽本身的盤面在天空中就有0.5°的大小，簡(jiǎn)單的日晷能達(dá)到的最佳準(zhǔn)確度是1分鐘，而因?yàn)榫鶗r(shí)差的范圍達(dá)到30分鐘，很明顯日晷和鐘表之間的時(shí)間差異是不能忽略的。除均時(shí)差之外，也必須更正與地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)子午線距離的差異，而如果實(shí)施夏令時(shí)間也需要修正。 由于地球自轉(zhuǎn)的減速，平太陽日本身也有微量的變化，每世紀(jì)的一日長(zhǎng)度約減少2微秒，每一年累積的量大約是1秒鐘，這與均時(shí)差毫無關(guān)系，而且從最精確的日晷中也完全看不出這種改變。 當(dāng)然，其他行星也有均時(shí)差。在火星，因?yàn)檐壍离x心率更大，日晷和鐘表顯示的時(shí)間會(huì)差到50分鐘。 成因 地球軌道離心率 地球繞著太陽公轉(zhuǎn)，看起來就像太陽繞著地球每年轉(zhuǎn)一圈。如果太陽是在天球赤道上以等速運(yùn)轉(zhuǎn)，那么它會(huì)很準(zhǔn)確的在每日的12點(diǎn)整中天，并且是理想的守時(shí)者。但是地球的軌道是橢圓的，因此依據(jù)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律，太陽看起來在經(jīng)過近日點(diǎn)附近時(shí)（現(xiàn)在大約在每年的1月3日）移動(dòng)的比較快，而在半年后經(jīng)過遠(yuǎn)日點(diǎn)附近時(shí)，移動(dòng)的比較慢。在最極端的狀況下，這種作用會(huì)使一日增加（或減少）7.9秒，這是逐日累加的。結(jié)果是地球軌道的離心率對(duì)均時(shí)差呈現(xiàn)正弦波函數(shù)的變化，在一年的周期中有7.66分的震蕩。零點(diǎn)的位置在近日點(diǎn)（一月初）和遠(yuǎn)日點(diǎn)（七月初），最大值落在四月初（正值）和十月初（負(fù)值）。 黃赤交角 太陽不是沿著赤道移動(dòng)，而是在黃道上移動(dòng)，太陽的周年運(yùn)動(dòng)在經(jīng)過晝夜平分點(diǎn)時(shí)，可以分解成兩個(gè)分量，大部分的運(yùn)動(dòng)分量在赤緯上，少部分的在赤經(jīng)上；太陽每日減緩20.3'的移動(dòng)量，在至點(diǎn)時(shí)，運(yùn)動(dòng)分量全在赤經(jīng)的方向上，這時(shí)的赤緯是23.4°，經(jīng)線比在赤道上靠近，因此太陽行經(jīng)的速度會(huì)加快。黃道傾角的結(jié)果導(dǎo)致另一個(gè)半年為周期的正弦波變動(dòng)效應(yīng)，使均時(shí)差在半年的震蕩達(dá)到9.87分鐘。零點(diǎn)的位置在分點(diǎn)和至點(diǎn)，二月初和八月初是最大的正值，五月初和十一月初是最大的負(fù)值。 均時(shí)差計(jì)算方法 均時(shí)差（E.T.）= 視太陽時(shí) ? 平太陽時(shí)。 正值：太陽移動(dòng)得比較快并且較早過中天，或是日晷的時(shí)間早于平太陽時(shí)。每年都會(huì)有微量的變化，但每四年一閏會(huì)重置這種變化。 精確的均時(shí)差曲線和地球儀上的八字曲線的形狀會(huì)因?yàn)檐壍离x心率和軌道傾角的改變，以世紀(jì)的長(zhǎng)度為單位逐漸的改變。在目前的時(shí)段，這兩個(gè)值都在逐漸減少中，但是在實(shí)際上它們?cè)鰷p的變化是以數(shù)萬年的時(shí)標(biāo)為單位在變化著。當(dāng)離心率由目前的0.0167變化達(dá)到0.047時(shí)，離心率的效應(yīng)會(huì)使軌道傾角的影響變得無足輕重，使得均時(shí)差的曲線上每年只有一個(gè)極大值與極小值。 在較短的時(shí)間尺度下（數(shù)千年），春分點(diǎn)和近日點(diǎn)日期的改變會(huì)顯得比較重要。這種現(xiàn)象是由進(jìn)動(dòng)造成的，在與背景恒星比較下晝夜平分點(diǎn)逐漸在退行，但在目前的討論中可以被忽略，因?yàn)楦窭餁v在設(shè)計(jì)上會(huì)將春分的日期維持在3月21日的（至少我們有強(qiáng)烈的企圖）。近日點(diǎn)的移動(dòng)是向前的，大約是每世紀(jì)1.7日。例如，1246年的近日點(diǎn)落在12月22日，也是冬至點(diǎn)，這時(shí)兩者的波形均在零點(diǎn)的位置，因此均時(shí)差的曲線是對(duì)稱的。在這之前，2月的極小值大于11月的極大值；并且5月的極大值大于7月的極小值。與現(xiàn)在的圖表（如下圖所示）比較，可以看出經(jīng)過數(shù)個(gè)世紀(jì)均時(shí)差的變化是很明顯的。例如，與從托勒密的數(shù)據(jù)制作的均時(shí)差圖比較。 真太陽時(shí)計(jì)算方法
例子 a、北京時(shí)間換算為平太陽時(shí)。 平太陽時(shí) ＝北京時(shí)間+[(當(dāng)?shù)亟?jīng)度－120) ×4分鐘] 重慶市中心位于東經(jīng)106度33分，按公式計(jì)算： 太陽時(shí)＝17點(diǎn)58分＋[(106度33分－120度)×4分鐘] ＝17點(diǎn)55分＋ [(－13.45度)×4分鐘] ＝17點(diǎn)55分－53分48秒 ＝17點(diǎn)01分12秒 b、 平太陽時(shí)換算為真太陽時(shí)。 真太陽時(shí)=平太陽時(shí)+當(dāng)日真太陽時(shí)與平太陽時(shí)的差值。 未考慮地球運(yùn)行的軌跡，而純粹從數(shù)學(xué)的角度計(jì)算出來的太陽時(shí)間，稱為平均太陽時(shí)（簡(jiǎn)稱“平太陽時(shí)” ），它是一種大致的太陽時(shí)間。因?yàn)榈厍驀@太陽運(yùn)行的軌道是橢圓形而不是圓形，所以，地球相對(duì)于太陽的自轉(zhuǎn)周期并不完全均等，一年之中，有的日子稍早一點(diǎn)，有的日子稍遲一點(diǎn)，把這種差值納入計(jì)算后所得的結(jié)果才是當(dāng)日精確的太陽時(shí)，稱為“真太陽時(shí)”。一年365天，每天的平太陽時(shí)與真太陽時(shí)都會(huì)有個(gè)差值。 從時(shí)差表上可查得：3月29日的平太陽時(shí)與真太陽時(shí)之間的差值為—4分9秒，所以該日的真太陽時(shí)為： 17點(diǎn)01分12秒—4分9秒 =16點(diǎn)57分3秒 |
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