平太阳时(平太阳时和真太阳时)

封面科考队｜夏至“立竿无影”，一年中最热的时候来了？

封面新闻记者 张峥 图据网络

北京时间2023年6月21日22时58分将进入夏至节气。作为我国古代最早确定的节气，夏至这天太阳直射北回归线。对北半球各地来说，夏至日来临时，北半球白昼最长。不仅如此，在北回归线上的地区会出现“立竿无影”的有趣现象。作为国内唯一的历书编算机构，中国科学院紫金山天文台负责起草了《农历的编算与颁行》国家标准。夏至有哪些有趣的现象？夏至是不是一年中最热的时候？6月20日，封面新闻记者采访了中科院紫金山天文台科普主管王科超。

夏至荷花开

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夏至有哪些现象？

王科超介绍，在天文学上，夏至是指太阳的地心视黄经为90度，这一刻太阳运行到距赤道最北处。在地球上，太阳直射北回归线，北纬23度26分。

对北半球各地来说，夏至日来临时，北半球白昼最长，正午的太阳最高，垂直物体的影子最短，在北回归线上的地区会出现“立竿无影”的有趣现象。而过了这一天，太阳就会“转身”南下，因此北回归线穿过的地区又被称为“太阳转身的地方”，如我国的汕头、从化、桂平、墨江、蒙自等地。夏至正午，这些地区还会出现“立竿无影”的有趣现象，因为太阳光是从天顶直射下来。夏至傍晚，北半球的居民也将目睹一年中持续时间最长的暮色黄昏。

夏至，北极圈内极昼，南极圈极夜。

极昼

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中国：观星授时

据《尚书‧尧典》记载：日中，星鸟，以殷仲春。日永，星火，以正仲夏。宵中，星虚，以殷仲秋。日短，星昴，以正仲冬。

一般认为，这里的仲春、仲夏、仲秋、仲冬这四仲即“二分二至”：春分、夏至、秋分、冬至，是我国古代最早确定的节气。“日永”和“日短”分别表示一年中最长和最短的一天。“日中”“宵中”均表示昼夜等长。鸟、火、虚、昴分别是春分、夏至、秋分、冬至黄昏位于正南方天空四颗（组）醒目的恒星。

“日北至，日长之至，日影短至，故曰夏至”。到商周时期，中国古人已通过土圭测影发现春夏秋冬四季变化与太阳正午时的日影长短变化之间的关系，并由此最早确定了二十四节气中的春分、夏至、秋分和冬至。

另外还有“斗柄东指，天下皆春；斗柄南指，天下皆夏；斗柄西指，天下皆秋；斗柄北指，天下皆冬”的记述，通过观察北斗七星判断季节。

圭表模型

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夏至日日出最早、日落最晚吗？

既然夏至日北半球白昼最长，那么日出最早、日落最晚吗？对此，王科超解释，通常来说并不会，这与我们采用的时间系统有关。日出而作、日落而息，以真实的太阳运动为依据而确定的时间叫真太阳时。“在真太阳时系统中，夏至日这天确实是日出最早且日落最晚，但由于真太阳时的不均匀性，我们日常所用的是以假想的太阳平均运动为依据得到的平太阳时，以此作为我们的民用时间。真太阳时与平太阳时的差值叫作时差，由于时差的存在，如果以我们当前通用的民用时间为标准，在真实生活中通常并不会在夏至日当天出现日出最早、日落最晚的现象。”当然，这是对地球上绝大部分地区而言。在北极圈内，夏至日一天全域日不落，也就没有早晚之说了。

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夏至是不是一年中最热的时候？

夏至是不是一年中最热的时候？王科超表示，“最热的时间一般是夏至后一个月的三伏天。”

“天太热跟太阳大小没关系。其实，太阳是一颗正处于主序星阶段的中年时期的恒星，这一阶段的太阳燃烧稳定，体积变化非常小，因此在一天里，甚至一年里，太阳自身大小的变化是微不足道的。”

夏至时，北半球白天的太阳高度高，日照时间长，并且照射角度相比于冬季更接近于垂直地面。北纬30度附近，夏至时地表单位面积获得的太阳辐射能量最多，约为冬至日时的三倍，并且纬度越高这个比值越大。所以，接收太阳辐射的多少是四季变化的主要原因。

“但是，北半球最热的时间并不是在夏至，而是夏至之后的一段时间。因为气温的变化还受地表热量收支平衡的影响。”王科超解释，一般夏至后的一段时间里，地面吸收的热量仍大于它所放出的热量，地面温度持续升高，这段时间差不多正好对应传统历法里的“三伏”，因此造就了北半球“三伏天”的炎热。这之后，地面放出的热量大于地面吸收的热量，气温才逐渐降低。

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今年7月11日初伏

我国古代采用“干支历”，是用10个天干（甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸）与12个地支（子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥）相配而成的60组不同的名称来记年、月、日、时，循环使用。

根据传统历法的规定，从夏至日起，第三个庚日为初伏，第四个庚日为中伏，立秋后第一个庚日为末伏，这就是“三伏天”的来历。

三伏天以庚日为始末，一般持续的时间是30天或40天。天文年历显示2023年7月11日初伏，7月21日中伏，7月31日末伏，8月10日出伏，今年“三伏”天共计30天。

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