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夏至已至 今天白天格外長
發布者:admin     瀏覽次數:1580     發布時間:2019/6/22
出品:科普中國   制作:李冰(北京天文館)   監制:中國科學院計算機網絡信息中心   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。如果統計一下日常生活中用得最多的字,那么結果很可能是“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,轉變為下降。比喻事物發展到一定程度,就會向相反的方向轉化。   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。”直接翻譯過來的意思是: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。我國大部分地區在北回歸線以北,比如北京是北緯40°,太陽從來不會出現在頭頂正上方。      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,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,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。如果地球直立著繞太陽轉,也就是地球公轉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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