春风观日

郭红锋

人们常说一年之计在于春，春季最重要的日子就是春分。春分是中国著名的二十四节气之一，也是天文上一年的开始。很多国家，例如伊朗、土耳其、阿富汗、乌兹别克斯坦等，历史上都把春分这一天定为新年。2018年春分是3月21日00：15：24。同学们可能要问：为什么春分节气除了日期外还有时刻呢？这就要了解二十四节气的准确意义了。

天文学家把地球公转轨道面在天球上的投影称为黄道。二十四节气是根据地球在黄道上的位置决定的，即把黄道一周360度角划分为24等分，每一等分为15度角。每一个15度角的区间是一个节气的期间，每一个15度角的节点是节气的起始点和相邻节气的终结点（见图1）。

二十四节气有节气区间和节气节点的区别，例如：

春分节气：黄道上0～15度的区间；

春分点：春分节气的起始点，即地球在黄道上位于黄经0度的那一点。

时间与空间表示法

天文上多用时间量来表示空间量，例如地球自转一周的空间角度是360度，时间是24小时，所以地球在空间上运行15度可以用时间1小时来计量；同样，地球在空间上运行1度可以用时间4分钟来计量等等。我们说二十四节气的时间表示法用日期加时刻也是类似的。由于地球公转一周的空间角度是360度，时间是一个回归年365.2425天，因此，用时间数值来表示地球公转角度数值就不是整数啦！也就是说，每个节气的15度空间角度，用时间表示就是15天多一点，这多出来的就是时刻。例如每年春分节气（黄经0～15度的区间），大约在3月20日至4月5日之间，春分日

（点）大约在每年3月20日至21日之间（相差i-，～2天是闰年的缘故）……以此类推。总之，节气（点）的准确度量是地球公转轨道上的角度值，但日常生活中多用时间值来表示。现在你明白2018年春分是3月21日00：15：24的意义了吧？

春（秋）分点

春（秋）分点是地球运动到公转轨道上两个特别的位置（点），即黄道与赤道相交的点（见图2），二者相差180度。其中升交点（视太阳在天球上从南向北移动的那个交点）是春分点，降交点（视太阳在天球上从北向南移动的那个交点）是秋分点。当地球运行到春（秋）分点的时候，太阳直射地球赤道。

春分点是天文上非常重要的点。它不仅是中国二十四节气的起始点，西方黄道十二宫的起始点，也是天球赤道坐标系赤经的起始点，天球黄道坐标系黄经的起始点。

春（秋）分点固然重要，但通常我们都把地球公转到达春（秋）分点那个时刻所属的日子叫做春（秋）分日。

春分观日方法

1.观察日出日落：春分日这一天，全球各地看到的太阳都从正东升起，在正西落下。观察和记录春分日的日出日落，可以帮助我们确定准确的东西方位。

2.观察正午太阳高度：太阳高度角是决定地球表面获得太阳热能数量的最重要因素。春分日地球上某地正午太阳高度与所在纬度的关系，可结合图3进行简单计算。其中H是纬度地区的正午太阳高度角，由内错角相等原理可知H=H，所以在纬度Φ地区，春分日正午太阳高度角H=90度-Φ。以北京地区为例，Φ=40度，所以春分日正午太阳高度为50度。

知道了某地春分日的正午太阳高度，那么当地正午最低的太阳高度（冬至日）就是春分日正午太阳高度减23.5度，当地正午最高的太阳高度（夏至日）就是春分日正午太阳高度加23.5度。这些数据对我们了解自己所在地区的太阳照射情况和季节气候情况都很有用处。

3.测量正午太阳高度：在春分日测量太阳高度，测量值可以跟当地纬度数值互为验证。

正午太阳高度测量，可以利用任何栏杆、窗棂、立柱、旗杆、单双杠等，在正午前后半小时左右（太阳在正南方最高点附近），用一般立竿见影的方法测量，方法如下：

（1）垂直固定立杆；

（2）测量杆高（从垂心到杆顶的垂直距离）；

（3）测量时间：11：30～12：30；

（4）测量间隔：每隔1～2分钟画影子端点（同时记录时间值）；

（5）在地面画出从垂点到影子端点的连线，测量影长；

（6）确定最短的影长所对应的角度，就是测量地正午太阳高度角。

同学们可以把测量的结果（包括数据、照片等）和观察者信息（姓名、学校、联系方式、当地經纬度、测量日期等），打包用附件形式发送到邮箱chinahou@bao.ac.cn或jswzkxsn20ll@126.com。我们会核对你的数据，评价你的测量结果哦！