日晷说过了十二点,钟表为什么还没到?
太阳并不是一只匀速的钟。先把两套太阳时间放在同一个瞬间比较。
日晷跟着真正的太阳走,平均太阳时则跟着一个匀速的“平均太阳”。地球轨道不是正圆,太阳还沿倾斜的黄道运动,两种读数因此会在一年里时快时慢。
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先猜一下
日晷与平均太阳时相差十几分钟,就一定是日晷坏了吗?
查看答案与解释
不一定,这是均时差可能造成的 — 太阳视运动不匀速,日晷和匀速的平均太阳时本来就可能不同。
再把体验和科学连起来
先让两只钟标记同一瞬间
为了看清差别,示意把平太阳时设成12:00;日晷读数再加上当天的均时差。
视太阳时 = 平太阳时 + E
太阳运动并非完全匀速
轨道偏心让地球公转速度变化;黄道相对赤道倾斜,又改变太阳赤经的变化速度。
真实太阳与平均太阳的时角不同
正负号决定谁在前面
本书 E>0 表示日晷读数领先,真正太阳比平均太阳更早过子午线。负号时反过来。
E = L₀ − 0.0057183° − α + Δψ cos ε
小心单位与另一种符号约定
公式先给角度,乘4才是时间分钟。有些书采用相反符号,不能只看数字正负。
1° = 4 分钟时间
把计算链展开
E度 = L₀ − 0.0057183° − α + (Δψ角秒/3600) cos ε E分钟 = 4 × E度 视太阳时 = 平太阳时 + E分钟
L₀与α用度;若α是小时先乘15。角差按课程约定取临近零的分支,不能把接近360°误读成约24小时。
试一试
先看2月附近,再看11月附近。两个读数属于同一瞬间;不是两次观察,也不是时区相差。
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符号不用背
- E
- 视太阳时−平太阳时,单位分钟
- L₀
- 太阳平均黄经
- α
- 太阳视赤经
- Δψ cos ε
- 把视分点归到平分点的章动项
算法、精度与适用范围
实现式28.1/28.2:太阳平均黄经减视赤经并作章动归算,角度先归到−180°至180°再乘4转为时间分钟;同时提供28.3的五项低精度公式。视赤经与章动直接复用第25章solarHigh的附录III截断周期项管线,不用首页近似模型。符号取本书“视太阳时减平太阳时”,与部分文献相反。图将平太阳时设为12:00,仅演示时间标尺差值;E按所选TD日期0时计算,不宣称求出某经度当日精确太阳中天,不转换UTC、时区或夏令时。
我的理解检查
按本书定义E为正,哪个读数领先?
日晷的视太阳时 — E = 视太阳时−平太阳时。
公式得到1°的时间角差,对应多久?
4分钟 — 360°对应24小时,所以1°对应4分钟。
把这个结果直接加到北京时间,就能得到任何地点的日晷时间吗?
不能,还缺经度与时区等关系 — 本课只比较当地太阳时间标尺,没有做民用时区转换。
日晷跟着真实太阳,平太阳时跟着匀速标尺;先说明符号约定,再谈谁快谁慢。
Jean Meeus · Astronomical Algorithms, 2nd ed. · 第 28 章