今天零时27分53秒,太阳运行至黄经270度时,太阳直射南回归线,对北半球来说,这一时刻所在的日期就是冬至日。

太阳和地球之间失去引力(北京时间零时27分53秒)(1)

冬至360天中白天最短、黑夜最长的一天,当然也有例外,比如我们用的是北京时间,以24小时地球自转一周计算,15度一个小时,7.5度半个小时,北京时间27分53秒近似当成半小时计算,那么在北京以西7.5经度以上的地区,冬至实际上发生在当时“自然时间”的昨天。

2017年二十四节气表

太阳和地球之间失去引力(北京时间零时27分53秒)(2)

我们看到这个表上的时间这么精确,自然是现代科学的结果,才能精确到秒的,但也要小看古代的天文历法,同样可以把节气精确到某时某刻。

注:古代用漏壶计时,一昼夜共一百刻。今用钟表计时,古之一刻约等于十五分钟。其实这里之所以约等于,因为一天的实际时间并不是二十四小时。

太阳和地球之间失去引力(北京时间零时27分53秒)(3)

我国古代历法把一周年平分为二十四等分,定出二十四节气,从立春开始,每过15.22日就交一个新的节气,这样定的节气叫做平气。

但其实这种方法也是有缺陷的,我们依据现代的科学知识知道实际上太阳的周年视运动是不等速的,但其实古代的天文学家就已经通过观察发现平气并不合理了,据说早在隋朝有位天文学家叫刘焯曾提出过推算定气的方法,但直到清朝才正式改用定气。

二、定气

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实际上唐代已经开始采用定气编排太阳运行表,只是未用在历法上,我们就来看一下定气到底是怎么回事吧:

由于太阳在黄道上每天运动快慢不匀,所以节气之间的天数也不一样。冬至前后太阳运动得快些,两节气之间只有14天。夏至前后太阳运动得慢些,两节气之间达16天。节气之间的天数虽然多少不一,但能表示太阳的真实位置,使春分、秋分一定在日夜平分的那一天。唯一的例外是冬至和夏至,不论是用平气还是定气,都在同一天,现代科学告诉我们冬至大约在近日点附近,而夏至在远日点附近。

太阳和地球之间失去引力(北京时间零时27分53秒)(5)

人们对日月星辰的观察与也许从思考“我是谁”那个问题的时候就开始了,因此,在条件很有限的情况下,无论哪个文明对天文历法的研究都特别深入,当然正是因为人类先天对未知的探索精神,才换来了我们今天的文明成果,但我们不能自满,我们仍需要仰望星空甚至踏上星空的人。

前面说到冬至无论用平气还是定气都在同一天,那么我们就可以通过简单的公式推算出某一年的冬至在哪一天。

冬至日期(东八区)的计算公式:(YD C)-L

公式解读:Y=年数后2位,D=0.2422,L=闰年数,21世纪C=21.94,20世纪=22.60。

举例说明:2088年冬至日期=[88×0.2422 21.94]-[88/4]=43-22=21,12月21日冬至。

例外:1918年和2021年的计算结果减1日。

其实用现代科学知识,知道地球绕太阳运动的数据长短轴以及地球自转和绕太阳公转的周期,就可以推算出这这些节气都在哪一天甚至哪一刻了,数据越精确,结论越精确,这其实用高中知识就够了,并不算什么难题,难的是,今天该吃什么呢?

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