本
文
摘
要
给你转发一个:《时间的天文学》:十二. 计算二十四节气 专业解释。
二十四节气和黄道十二宫
东西方文化是不同的,我们将黄道24等分得到二十四节气,而在西方文化中将黄道12等分得到黄道十二宫,虽然我们等分的方式不一样,但是我们等分的节点都是一样的,结果也都是一样的。例如:白羊宫,表示从春分日到谷雨之间的一段时间 (3月21--4月20)。金牛宫,表示谷雨日到小满之间的一段时间 (4月20--5月21)。这些我们都可以从下面的表格中找到。二十四节气是东方文化,而黄道十二宫是西方文化,为什么他们在时间点上是如此的吻合?因为我们使用的都是同一个天体:太阳,都是太阳移动的时间规律。
黄道十二星座、黄道十二宫
黄道,太阳在星空中行走的轨迹,黄道经过88个星座中的13个,除了蛇夫座的一小部分之外,从春分点所在的双鱼座数起,它们是双鱼座、白羊座、金牛座、双子座、巨蟹座、狮子座、室女座、天秤座、天蝎座、(蛇夫座)、人马座、摩羯座、宝瓶座,统称为黄道十二(三)星座。黄道星座名称很多与神话有关,多数是以动物名称命名。
黄道十二星座大小各不相同,并没有把黄道12等分。所以在西方文化中引入了黄道十二宫的概念,将黄道12等分,而黄道十二宫借用了黄道十二星座的名称。
面向正南现在我们的春分星座是双鱼座(查看图中春分点所在星座),而黄道十二宫的春分星座对应的却是白羊座,并不是双鱼座,这是为什么?这是因为黄道十二宫制定的时候是2000多年前,那时候的春分星座正是白羊座,春分星座的改变是地球绕日公转岁差引起的,在【《时间的天文学》:十四. 天文历法】中我们会详细讲解。
猎户座,虽然猎户座距离黄道也很近,位于金牛座和双子座之间,但他并不是黄道星座,他是赤道星座。
黄赤交角:黄道和天赤道之间的交角
夏至日,太阳直射地球北回归线;冬至日,太阳直射地球南回归线。南北回归线的纬度值为±23.5°。其实南北回归线不是一个固定值,它是由黄赤交角决定的(黄道和天赤道之间的交角决定的,黄道是地球公转轨道平面,天赤道是地球自转平面),范围在22°00~24°30之间变化,变化周期约为4.1万年,这个周期非常漫长,一般我们是感觉不出来的,只有专业的天文仪器才能测量出来。上次黄赤交角最小值约距今2.8万年。公元2000年的回归线位置为23°26′21.448″。现在一般使用23°26′作为南北回归线。本书为了简化描述、简化计算,回归线位置、黄赤交角全部使用23.5° 。
太阳,天空中最亮的天体。
1年365天,太阳的东升西落天赤道,地球赤道在星空中的投影,是天文学中最重要的标记线之一。面向正南,从天顶 (头顶) 向正南倾斜一个特定的角度就是天赤道,而这个特定的角度值就是我们生活城市的纬度值。∠ZOA=城市纬度。
1年365天,太阳东升西落365次,看似复杂没有规律,其实都是围绕天赤道展开的。
1天之中,太阳东升西落的移动轨迹和天赤道是平行的(几乎); (这是地球自转的结果)1年之中,太阳东升西落的移动轨迹在天赤道±23.5°之间移动。(这是地球公转的结果)太阳东升西落的移动轨迹和天赤道平行,更准确的描述应该是:太阳东升西落移动轨迹形成的平面和天赤道平面几乎是平行的,一般我们认为平行。
太阳东升西落的移动轨迹:FBG,平面FBG;太阳东升西落的移动轨迹:HCI,平面HCI,天赤道EAW,天赤平面EAW,3个平面平行:平面FBG // 平面HCI // 平面EAW(天赤道平面)
这都是地球自转的结果,而赤道平面正是地球的自转平面。参考:【一. 正南方、天赤道】
1年365天,太阳东升西落365次,每一次都是和天赤道平行的。这是地球自转的结果。
1年365天,太阳在天赤道±23.5°之间移动,这是地球绕日公转的结果。
但是24节气,并不是将正负23.5°等分,因为等分后每一个节气之间的间隔时间不等。
二十四节气是将黄道24等分,每个节气相差15°,这个结果很简单,是360°÷24。这是太阳在黄道上的位置。但是我们所关注的,是每个节气点太阳和天赤道之间的角度值,这才是我们一年四季春夏秋冬变化时间规律的节点。而这个角度我们是计算出来的,而计算方法有也是有通用公式的。
随着地球围绕太阳的公转,太阳影像移动的轨迹从A点→B点→F点→D点(春分-夏至-秋分)。
黄道平面,圆O-ABD,
赤道平面,圆O-ACD,
F是立秋点,∠AOF=135°,
∴ ∠FOG=45°,
假设圆半径为R
R=OA=OB=OC=OD=OF
黄道平面和赤道平面夹角23.5°,
∵ BO⊥AD,CO⊥AD
∴ ∠BOC=23.5°
辅助线,FE⊥赤道平面,FE⊥圆O-ACD
∴ FE⊥OE,FE⊥EG
辅助线,EG⊥AD,FG⊥AD
∴ ∠EGF=23.5°=∠BOC
求F点太阳与天赤道之间的角度,∠FOE:
二十四节气,是将黄道24等分,∠AOF=135°=15° x 9,二十四节气并也是将天赤道24等分。我们可以计算一下此时太阳与春分点在天赤道平面上的角度∠AOE。
求∠AOE:
注意:反三角函数的象限,∠AOE和∠AOF在同一个象限内。太阳轨迹F点沿着黄道弧线ABD移动,带入二十四节气角度值,∠AOF=15° x (0~24),我们可以求出每一个节气太阳与天赤道之间的角度值;计算出每一个节气,太阳和春分点的角度值。
为什么不是将±23.5°之间24等分,或者为什么不是将天赤道24等分,而要是将黄道24等分?时间,当我们记录每两个节气之间的时间差时,都差不多都是15天,其实是我们将365天按时间等分的结果。如果我们采用±23.5°之间24等分或者天赤道24等分的方式,间隔时间的结果就不是这样的了。
用现代天文学解释,黄道是地球的绕日公转轨道,1年365天,地球在黄道上移动了1周360°,每天在黄道上移动了约1° ≈360°÷365=0.9863°。对比星空1年旋转1周360°,每天旋转约1°≈360°÷365=0.9863°,(回顾【第五章. 365天,时间的变化规律】),看似两个一样结果,其实是黄道上的移动结果才是真实情况,因为黄道才是地球真实的公转轨道,而天赤道是地球的自转平
。。。。未完
原文:十二. 计算二十四节气 - 知乎 (zhihu.com)