星空有約丨夏至的“至”是什么“至”?
6月21日10時(shí)42分迎來夏至。這一日是北半球一年中白晝時(shí)間最長的一天,且越往北白晝時(shí)間越長。從天文學(xué)角度看,夏至的“至”是什么“至”?這一天又有什么未“至”?
“日北至,日長之至,日影短至,故曰夏至。”中國科學(xué)院紫金山天文臺(tái)科普主管王科超介紹,在天文學(xué)上,夏至是指太陽在天球上運(yùn)行到距天赤道最北處的時(shí)刻,此時(shí)太陽直射地球的北回歸線。夏至日這一天,北半球白晝最長,北回歸線以北地區(qū)在正午時(shí)太陽最高,垂直物體的影子最短。
盡管夏至?xí)r北半球白晝最長,但一年中最晚日落通常不在這天,這是因?yàn)檎嫣枙r(shí)與平太陽時(shí)存在差異。王科超解釋道,“日出而作,日落而息”所依據(jù)的真實(shí)太陽運(yùn)動(dòng)時(shí)間稱為真太陽時(shí)。在真太陽時(shí)系統(tǒng)中,夏至日確實(shí)是日出最早、日落最晚的一天。然而,由于真太陽時(shí)的不均勻性,我們?nèi)粘K玫氖且约傧氲奶柶骄\(yùn)動(dòng)為依據(jù)得到的平太陽時(shí)。如此一來,每天都有均等的時(shí)長,即24小時(shí)。
真太陽時(shí)與平太陽時(shí)之間的差值叫均時(shí)差,它的存在使得夏至日當(dāng)天通常不會(huì)出現(xiàn)最晚日落。由于地球公轉(zhuǎn)軌道呈橢圓且存在黃赤交角,均時(shí)差數(shù)值在一年中不斷變化,其差值在負(fù)14分鐘至正16分鐘之間。“以北京為例,一年中最晚日落通常在6月底。”王科超說。
此外,在夏至前后,北半球白天的太陽高度角大,日照時(shí)間長,接收到的輻射能量多,但夏至?xí)r的氣溫并非一年中最高。“考慮到地表熱量收支的累積效應(yīng),一般在夏至之后的一段時(shí)間,地面吸收的熱量仍然大于它所放出的熱量,地面溫度還會(huì)持續(xù)升高。直到處暑節(jié)氣前后,地面散發(fā)的熱量開始大于其吸收的熱量,溫度才會(huì)逐漸下降。”王科超說。
值得一提的是,我國古人會(huì)通過觀察日影的長短變化來判斷時(shí)節(jié)變化。“立竿見影”這一成語便與之相關(guān)。“對(duì)于地處北回歸線地區(qū)的公眾來說,夏至日則會(huì)出現(xiàn)‘立竿無影’的有趣現(xiàn)象。這是因?yàn)樵谙闹寥照鐣r(shí),太陽位于天頂,陽光垂直地射向地面。”王科超說。