星空有約丨夏至的“至”是什麼“至”?
6月21日10時42分迎來夏至。這一日是北半球一年中白晝時間最長的一天,且越往北白晝時間越長。從天文學角度看,夏至的“至”是什麼“至”?這一天又有什麼未“至”?
“日北至,日長之至,日影短至,故曰夏至。”中國科學院紫金山天文臺科普主管王科超介紹,在天文學上,夏至是指太陽在天球上運作到距天赤道最北處的時刻,此時太陽直射地球的北回歸線。夏至日這一天,北半球白晝最長,北回歸線以北地區在正午時太陽最高,垂直物體的影子最短。
儘管夏至時北半球白晝最長,但一年中最晚日落通常不在這天,這是因為真太陽時與平太陽時存在差異。王科超解釋道,“日出而作,日落而息”所依據的真實太陽運動時間稱為真太陽時。在真太陽時系統中,夏至日確實是日出最早、日落最晚的一天。然而,由於真太陽時的不均勻性,我們日常所用的是以假想的太陽平均運動為依據得到的平太陽時。如此一來,每天都有均等的時長,即24小時。
真太陽時與平太陽時之間的差值叫均時差,它的存在使得夏至日當天通常不會出現最晚日落。由於地球公轉軌道呈橢圓且存在黃赤交角,均時差數值在一年中不斷變化,其差值在負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,在夏至前後,北半球白天的太陽高度角大,日照時間長,接收到的輻射能量多,但夏至時的氣溫並非一年中最高。“考慮到地表熱量收支的累積效應,一般在夏至之後的一段時間,地面吸收的熱量仍然大於它所放出的熱量,地面溫度還會持續升高。直到處暑節氣前後,地面散發的熱量開始大於其吸收的熱量,溫度才會逐漸下降。”王科超說。
值得一提的是,我國古人會通過觀察日影的長短變化來判斷時節變化。“立竿見影”這一成語便與之相關。“對於地處北回歸線地區的公眾來說,夏至日則會出現‘立竿無影’的有趣現象。這是因為在夏至日正午時,太陽位於天頂,陽光垂直地射向地面。”王科超說。