科普知識(shí)堆天文學(xué)概論2篇

2.5天球坐標(biāo)系本身的運(yùn)動(dòng)2.5.1歲差與地球自轉(zhuǎn)進(jìn)動(dòng)年的定義；年指地球公轉(zhuǎn)的角度周期。恒星年：以恒星為參考系地球公轉(zhuǎn)360度是恒星年,是地球公轉(zhuǎn)周期。365日6時(shí)9分10秒。回歸年：以太陽(yáng)為參考系地球公轉(zhuǎn)359度59角分9角秒734毫角秒是一回歸年365日5小時(shí)48分46秒。歲差歲乃年也，歲差既年差，回歸年與恒星年的時(shí)間差（20分24秒）。因此地球在公轉(zhuǎn)軌道上每年退行50角秒266毫角秒，使得天文學(xué)家在地球上觀測(cè)到節(jié)氣點(diǎn)西移（退行）。每回歸年地球在公轉(zhuǎn)軌道上退行50.266角秒，25783年退行一周，完成一個(gè)歲差周期。360°÷50.266角秒/年≈25783年。年《宋史·律歷志》記載:“虞喜云：‘堯時(shí)冬至日短星昴，今二千七百余年，乃東壁中，則知每歲漸差之所至?！睔q差這個(gè)名詞即由此而來(lái)?！斑M(jìn)動(dòng)”一詞，原是物理學(xué)的術(shù)語(yǔ)，是指轉(zhuǎn)動(dòng)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)軸環(huán)繞另一根軸的圓錐形運(yùn)動(dòng)。陀螺地軸進(jìn)動(dòng)是指地軸繞黃軸的圓錐形運(yùn)動(dòng)。——圓錐形運(yùn)動(dòng)的圓錐軸線，垂直于地球軌道平面，指向黃極?！獔A錐的半徑為23°26′，就是黃赤交角。——進(jìn)動(dòng)的方向向西，同地球自轉(zhuǎn)（和公轉(zhuǎn)）方向相反。

“退行”就是這個(gè)意思?！M(jìn)動(dòng)的速度是每年50.29〃，周期為25800年。地軸的進(jìn)動(dòng)首先是月球，其次是太陽(yáng)對(duì)地球赤道隆起部分產(chǎn)生的力矩造成的，沒(méi)有地球的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，地軸進(jìn)動(dòng)也是不可能發(fā)生的。假如把地球分為三部分，中間的圓球部分質(zhì)量中心在地球中心O，而C1和C2是赤道上多余物心，為了討論簡(jiǎn)化，假定月球位于黃道上，顯然，月球?qū)^近部分C1的吸引力P1比對(duì)較遠(yuǎn)部分C2的吸引力P2要大些，P1將產(chǎn)生一個(gè)以O(shè)為中心的力矩M1，它使地軸和黃軸相重合；P2也產(chǎn)生一個(gè)力矩M2，它使地軸倒向黃道面。但是因?yàn)镻1大于P2，并且OC1=OC2，所以M1大于M2，如果地球沒(méi)有自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，則這個(gè)合力矩就使地軸和黃軸重合，然而，地球是具有自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的，那么，這個(gè)合力矩就使地軸朝著垂直于合力矩的方向移動(dòng)，如圖，地軸產(chǎn)生順時(shí)針的移動(dòng)。2.5.2歲差產(chǎn)生的后果1.天極繞黃極運(yùn)動(dòng)2.恒星的赤經(jīng)赤緯和黃經(jīng)有微小的變化

由于赤道坐標(biāo)系的基本大圓赤道和基本點(diǎn)春分點(diǎn)的歲差運(yùn)動(dòng)造成的。星圖或星表中得恒星位置數(shù)據(jù)都要標(biāo)記相應(yīng)的年代就是這個(gè)原因。所標(biāo)的年代稱為歷元，一般每50年更換一次。

地軸進(jìn)動(dòng)使天極不能固定在某一個(gè)恒星位置，而在天球上沿一個(gè)小圓繞黃極作緩慢移動(dòng)，小圓的半徑是黃赤交角23°5，約26000年移動(dòng)一周。地球自轉(zhuǎn)軸沿光滑圓錐面進(jìn)動(dòng)，是只單獨(dú)考慮月球或太陽(yáng)的作用。實(shí)際情況要復(fù)雜的多。對(duì)地球自轉(zhuǎn)軸施加外力的不僅有月球和太陽(yáng)，還有各大行星。日月行星的軌道各有各得平面，行星到地球的距離也變化多端，聯(lián)合作用力的大小和方向是復(fù)雜多變的，地球本身不是剛體，內(nèi)部質(zhì)量分布既不均勻也不恒定，大氣環(huán)流、海洋潮汐等多種因素，是地球自轉(zhuǎn)軸的空間運(yùn)動(dòng)非常復(fù)雜。2.5.3章動(dòng)2.5.3黃赤交角的變化與地球極移

月球和行星的引力干預(yù)使黃道面的空間位置也有微小變化，這種變化使黃赤交角改變數(shù)值。黃道面的長(zhǎng)期變化是黃極正向天極靠近。

極移：地軸在地球體內(nèi)的位置移動(dòng)，即地球南北兩極在地球表面上的移動(dòng)。檢測(cè)結(jié)果表面，一個(gè)世紀(jì)以來(lái)，地球北極在不超過(guò)20米的地面范圍內(nèi)撲朔迷離地轉(zhuǎn)了80多圈，走出了一條蜿蜒曲折的路線。2.6太陽(yáng)系行星和衛(wèi)星上的天球坐標(biāo)系月面上的天空，看不見藍(lán)天白云，但永遠(yuǎn)有燦爛的群星和清澈的銀河。月面上天空的背景，不論白天黑夜永遠(yuǎn)是漆黑的。太陽(yáng)、地球、星星和銀河都可以同時(shí)在漆黑的天幕上各自發(fā)光。恒星得光不在閃爍，天氣發(fā)出的所有波段的電磁波輻射，都毫無(wú)阻礙地傾瀉在月面上；流星體也許會(huì)冷不丁地墜落在你身邊，事先沒(méi)有聲音或光亮的痕跡。第三章時(shí)間計(jì)量序列

時(shí)間是一個(gè)較為抽象的概念，愛(ài)因斯坦在相對(duì)論中提出：不能把時(shí)間、空間、物質(zhì)三者分開解釋，“時(shí)”是對(duì)物質(zhì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的描述，“間”是指人為的劃分。時(shí)間是思維對(duì)物質(zhì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的分割、劃分。

牛頓：絕對(duì)的、真實(shí)的、數(shù)學(xué)的時(shí)間，由于它自身的本性，與任何外界事物無(wú)關(guān)，均勻地流逝。3.1恒星時(shí)與平太陽(yáng)時(shí)3.1.1恒星時(shí)恒星時(shí)是由春分點(diǎn)的周日視運(yùn)動(dòng)來(lái)定義的。對(duì)于某一地方的子午圈，當(dāng)春分點(diǎn)剛好通過(guò)子午線（上中天）的時(shí)刻，定義為該地恒星時(shí)0h因周日視運(yùn)動(dòng)，春分點(diǎn)繞天球一圈，又一次通過(guò)子午線時(shí)，定義恒星時(shí)24h或次日恒星時(shí)0h。對(duì)于任意時(shí)刻，將春分點(diǎn)的時(shí)角用時(shí)、分、秒單位來(lái)度量，定義為當(dāng)時(shí)的恒星時(shí)。春分點(diǎn)的時(shí)角就是通過(guò)天極和春分點(diǎn)的大圓與子午圈的夾角。3.1.2平太陽(yáng)時(shí)

太陽(yáng)剛好通過(guò)南方子午圈的時(shí)刻（太陽(yáng)上中天）定義為太陽(yáng)時(shí)12h。對(duì)任意時(shí)刻，將太陽(yáng)的時(shí)角用時(shí)、分、秒為單位來(lái)度量，加上12h后定義為當(dāng)時(shí)的太陽(yáng)時(shí)。

太陽(yáng)時(shí)24小時(shí)比恒星時(shí)24小時(shí)平均長(zhǎng)約3m56s。恒星時(shí)是恒星周日視運(yùn)動(dòng)遵守的時(shí)間，太陽(yáng)時(shí)是太陽(yáng)周日視運(yùn)動(dòng)遵守的時(shí)間。日常生活中使用太陽(yáng)時(shí)，在尋找恒星位置時(shí)必須把太陽(yáng)時(shí)換算到恒星時(shí)，才能與天球上的恒星位置相對(duì)應(yīng)。太陽(yáng)時(shí)又分真太陽(yáng)時(shí)和平太陽(yáng)時(shí)。由于太陽(yáng)沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)的速度本身不均勻，真太陽(yáng)的時(shí)角變化也是不均勻的。一年當(dāng)中最大會(huì)差到10多分鐘。天文學(xué)上設(shè)定一個(gè)假象的天體稱為平太陽(yáng)，它滿足三個(gè)條件：沿赤道做周年運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)速度均勻運(yùn)動(dòng)周期等于一個(gè)回歸年以假想平太陽(yáng)為參考點(diǎn)，來(lái)計(jì)算地球自轉(zhuǎn)一周的時(shí)間，相應(yīng)的時(shí)間叫一個(gè)平太陽(yáng)日，相應(yīng)一個(gè)平太陽(yáng)日的時(shí)、分、秒就是平太陽(yáng)時(shí)的時(shí)、分和秒。平太陽(yáng)時(shí)也可簡(jiǎn)稱為平時(shí)。真太陽(yáng)時(shí)與平太陽(yáng)時(shí)的關(guān)系，通過(guò)時(shí)差來(lái)聯(lián)系。真太陽(yáng)時(shí)角t⊙與平太陽(yáng)時(shí)角tm之差，叫時(shí)差，即η＝t⊙－tm由于真太陽(yáng)的周年視運(yùn)動(dòng)是不均勻的，而平太陽(yáng)的周年視運(yùn)動(dòng)是均勻的，所以η不是一個(gè)固定值，時(shí)差隨時(shí)間的變化曲線叫時(shí)差曲線。在中國(guó)天文年歷的太陽(yáng)表中載有每天η的數(shù)值。時(shí)差區(qū)時(shí)和世界時(shí)3.2.1地方時(shí)與區(qū)時(shí)為了解決全球各地時(shí)間異同的矛盾，1884年華盛頓國(guó)際子午線會(huì)議決議，采用加拿大鐵路工程師弗萊明（S.Fleming）的建議，全世界統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)劃分時(shí)區(qū)，以英國(guó)格林尼治天文臺(tái)0°經(jīng)度線東西各7°.5的區(qū)域化為0時(shí)區(qū)，從0時(shí)區(qū)向東和向西，每個(gè)經(jīng)度15°劃一個(gè)時(shí)區(qū)，東西各劃12個(gè)時(shí)區(qū)。恒星時(shí)或平時(shí)都以子午線為起算點(diǎn)，但地球上不同地理經(jīng)度的地方，子午線是不一樣的。具有地方性，地方恒星時(shí)或地方平時(shí)。/static/tools/worldtime.html3.2.2世界時(shí)與國(guó)際日期變更線世界時(shí)：在天文、航海、航空、國(guó)際通訊系統(tǒng)等領(lǐng)域，需要采用全世界統(tǒng)一的時(shí)間，通常采用0時(shí)區(qū)即格林尼治地方時(shí)，稱為世界時(shí)，用UT表示。每天最早迎來(lái)新一天的地方北京時(shí)間我國(guó)幅員遼闊，從西到東橫跨東五、東六、東七、東八和東九五個(gè)時(shí)區(qū)。成立以后，全國(guó)統(tǒng)一采用首都北京所在的東八時(shí)區(qū)的區(qū)時(shí)作為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，稱為北京時(shí)間。北京時(shí)間是東經(jīng)120°經(jīng)線的地方平太陽(yáng)時(shí)，而不是北京的地方平太陽(yáng)時(shí)。北京的地理經(jīng)度為東經(jīng)116°21′，因而北京時(shí)間與北京地方平太陽(yáng)時(shí)相差約14.5分。北京時(shí)間比格林尼治時(shí)間（世界時(shí)）早8小時(shí)，即：北京時(shí)間=世界時(shí)+8小時(shí)測(cè)時(shí)守時(shí)授時(shí)國(guó)家授時(shí)中心負(fù)責(zé)確定和保持的我國(guó)原子時(shí)系統(tǒng)TA(CSAO)和協(xié)調(diào)世界時(shí)UTC(CSAO)處于國(guó)際先進(jìn)水平，并代表我國(guó)參加國(guó)際原子時(shí)合作。它是由一組高精度銫原子鐘通過(guò)精密比對(duì)和計(jì)算實(shí)現(xiàn)，并通過(guò)GPS共視比對(duì)、衛(wèi)星雙向法（TWSTFT）比對(duì)等手段與國(guó)際原子時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)相聯(lián)系，對(duì)國(guó)際原子時(shí)的保持做出貢獻(xiàn)，目前的穩(wěn)定度為10-14，準(zhǔn)確度為10-13。/國(guó)家授時(shí)中心3.3歷法3.3.1現(xiàn)行公歷

現(xiàn)行公歷即格里歷（Gregoriancalendar），又譯國(guó)瑞歷、格列高利歷、格里高利歷，是由意大利醫(yī)生兼哲學(xué)家阿洛伊修斯·里利烏斯儒略歷制定的歷法。公歷紀(jì)年以“基督誕生”為起點(diǎn)，是公元532年一位教士迪奧尼西推導(dǎo)出來(lái)建議采用的。

由于太陽(yáng)直射點(diǎn)的回歸運(yùn)動(dòng)周期為365天5小時(shí)48分46秒（合365.242199074天）即一回歸年，格里歷把一年定為365天。所余下的時(shí)間約為四年累計(jì)一天，加在二月里，所以平常年份每年365天，二月為28天，閏年為366天，二月為29天。因此，每400年中有97個(gè)閏年，閏年在2月末增加一天，閏年366天。閏年的計(jì)算方法：公元紀(jì)年的年數(shù)可以被四整除，即為閏年；世紀(jì)數(shù)被100整除為平年，被400整除的才為閏年。紀(jì)元是從傳說(shuō)的耶穌誕生那年算起。月份123456789101112天數(shù)3128（閏年29）31303130313130313031儒略歷是格里歷的前身，由羅馬官儒略·愷撒采納埃及亞歷山大的希臘數(shù)學(xué)家兼天文學(xué)家索西琴尼計(jì)算的歷法，在公元前46年1月1日起執(zhí)行，取代舊羅馬歷法的一種歷法。一年設(shè)12個(gè)月，大小月交替，四年一閏，平年365日，閏年于二月底增加一閏日，年平均長(zhǎng)度為365.25日。由于累積誤差隨著時(shí)間越來(lái)越大，1582年后被教皇格里高利十三世改善，變?yōu)楦窭餁v，即沿用至今的公歷。

《儒略歷》以回歸年為基本單位，是一部純粹的陽(yáng)歷。它將全年分設(shè)為12個(gè)月，單數(shù)月是大月，長(zhǎng)31日，雙月是小月，長(zhǎng)為30日，只有2月平年是29日，閏年30日。每年設(shè)365日，每四年一閏，閏年366日，每年平均長(zhǎng)度是365.25日?！度迓詺v》編制好后，儒略·愷撒的繼承人奧古斯都又從2月減去一日加到8月上（8月的拉丁名即他的名字奧古斯都）使8月變成大月，又把9月、11月改為小月，10月、12月改為大月。

《儒略歷》比回歸年365.2422日長(zhǎng)0.0078日，400年要多出3.12日。從公元325年定春分為3月21日提早到了3月11日。1500年后由于誤差較大，被羅馬教皇格里高利十三世于1582年進(jìn)行改善與修訂，變?yōu)楦窭餁v，即沿用至今的世界通用的公歷。儒略歷（Juliancalendar）各月名稱一月Januarius名字來(lái)自古羅馬神話的神雅努斯。二月Februarius名字來(lái)自古羅馬的節(jié)日Februa。三月Martius名字來(lái)自古羅馬神話的戰(zhàn)神瑪爾斯。四月Aprilis名字來(lái)自古羅馬的詞aperire，意思為“開始”，意味著春天開始。五月Maius名字來(lái)自古羅馬神話的花神瑪亞。六月Junius名字來(lái)自古羅馬的創(chuàng)始人Junius。七月原名Quintilis，后改Julius。古羅馬歷只有10個(gè)月，這是第五月，原名是“第五”的意思，因?yàn)閻鹑鍪沁@月出生的，經(jīng)元老院一致通過(guò)，將此月改為愷撒的名字“儒略”。八月原名Sextilis后改Augustus。原名是“第六”的意思，因?yàn)楹髞?lái)者屋大維是生于此月，元老院將此月改為他的稱號(hào)“奧古斯都”，原來(lái)應(yīng)排為小月，從二月中抽出一天補(bǔ)上，變?yōu)榇笤拢瑢⒑竺娴脑路葜匦屡糯笮≡?。九月September拉丁語(yǔ)“第七”的意思。十月October拉丁語(yǔ)“第八”的意思。十一月November拉丁語(yǔ)“第九”的意思。十二月December拉丁語(yǔ)“第十”的意思。3.3.2中國(guó)農(nóng)歷

中國(guó)農(nóng)歷是1911年辛亥革命前實(shí)行的傳統(tǒng)歷法，已有幾千年的歷史。農(nóng)歷屬于一種陰陽(yáng)歷，以月相盈虧和太陽(yáng)周年視運(yùn)動(dòng)兩個(gè)自然周期為依據(jù)。農(nóng)歷規(guī)定：以月相朔所在的那一天為沒(méi)月的初一，下次朔的日期為下一月初一。朔望周期不是日的整數(shù)倍，平均為29.53059日。月長(zhǎng)便有大小之分，大月30天，小月29天。朔望周期本身也長(zhǎng)短不一，相差近半天，所以可能出現(xiàn)連續(xù)幾個(gè)大月或小月。農(nóng)歷的年仍以回歸年為依據(jù)。但回歸年周期與朔望周期不能通約。中國(guó)農(nóng)歷通過(guò)置閏的辦法調(diào)節(jié)年與月兩個(gè)自然周期。公歷只考慮太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)（回歸年），屬陽(yáng)歷。伊斯蘭回歷只考慮月相，屬陰歷。中國(guó)古代紀(jì)年系用帝王的年號(hào)。從漢武帝至清宣統(tǒng)，年號(hào)共有700多個(gè)，有的一帝多號(hào)，也有朝代不同年號(hào)相同，用起來(lái)不大方便。成立后改用公元紀(jì)年。

漢歷有個(gè)輔助部分——節(jié)氣。節(jié)氣如果也算歷法的話，就是完全的太陽(yáng)歷。節(jié)氣和地球在繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道的位置有關(guān)，和月球無(wú)關(guān)。節(jié)氣是從立春開始的，一個(gè)太陽(yáng)年是兩個(gè)立春之間的時(shí)間，約365.2422天。

漢歷的紀(jì)年用天干地支搭配，六十年周而復(fù)始。年份分為平年和閏年。平年十二個(gè)月；閏年十二個(gè)月普通月份加一個(gè)閏月，總共十三個(gè)月。月份分為大月和小月，大月三十天，小月二十九天。一年中哪個(gè)月大，哪個(gè)月小，年年不同，由計(jì)算決定。平年全年354~355天，閏年全年383~384天。由于每平年的天數(shù)比太陽(yáng)年約差十一天，所以采用設(shè)置閏年（即十二個(gè)普通月份加上一個(gè)閏月）的方法使這幾年的平均日數(shù)盡量的接近365.2422日。3.3.3干支紀(jì)法天干：甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸地支：子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥?

甲子 ?乙丑 ?丙寅 ?丁卯 ?戊辰 ?己巳 ?庚午 ?辛未 ?壬申 ?癸酉?甲戌 ?乙亥 ?丙子 ?丁丑 ?戊寅 ?己卯 ?庚辰 ?辛巳 ?壬午 ?癸未?甲申 ?乙酉 ?丙戌 ?丁亥 ?戊子 ?己丑 ?庚寅 ?辛卯 ?壬辰 ?癸巳?甲午 ?乙未 ?丙申 ?丁酉 ?戊戌 ?己亥 ?庚子 ?辛丑 ?壬寅 ?癸卯?甲辰 ?乙巳 ?丙午 ?丁未 ?戊申 ?己酉 ?庚戌 ?辛亥 ?壬子 ?癸丑?甲寅 ?乙卯 ?丙辰 ?丁巳 ?戊午 ?己未 ?庚申 ?辛酉 ?壬戌 ?癸亥干支紀(jì)年干支紀(jì)年從東漢章帝元和二年（公元85年，乙酉年）四分歷開始。十天干與公元紀(jì)年個(gè)位數(shù)對(duì)照表

0 9 8 7 6 5 4 3 2 1 公元前 辛 壬 癸 甲 乙 丙 丁 戊 己 庚公元 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0公元某年個(gè)位數(shù)為7，其對(duì)應(yīng)的天干必為丁，若個(gè)位數(shù)是3，則對(duì)應(yīng)天干是癸，余類推 酉 申 未 午 巳 辰 卯 寅 丑 子 亥 戌 公元前

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

公元 申 酉 戌 亥 子 丑 寅 卯 辰 巳 午 未 公元后任意一年，如果除以12后余數(shù)為3，則該年地支必是亥；若是公元前某年除以12的余數(shù)為3，其對(duì)應(yīng)的地支則是午。若某年能被12整除，則對(duì)應(yīng)的公元前、公元后的地支分別是酉、申。其余均可參照表三類推。干支紀(jì)月時(shí)，每個(gè)地支對(duì)應(yīng)二十四節(jié)氣自某節(jié)氣（非中氣）至下一個(gè)節(jié)氣，以交節(jié)時(shí)間決定起始的一個(gè)月期間，不是農(nóng)歷某月初一至月底。許多歷書注明某農(nóng)歷月對(duì)應(yīng)某干支，只是近似而非全等對(duì)應(yīng)。干支紀(jì)月干支紀(jì)月法未普遍實(shí)行，主要為星相家推算八字用。干支紀(jì)日，60日大致合2個(gè)月一個(gè)周期；一個(gè)周期完了重復(fù)使用，周而復(fù)始，循環(huán)下去。確定的文獻(xiàn)指出干支紀(jì)日始于魯隱公三年夏歷二月己巳日（公元前720年二月初十）。干支紀(jì)日干支紀(jì)時(shí)，60時(shí)辰合5日一個(gè)周期；一個(gè)周期完了重復(fù)使用，周而復(fù)始，循環(huán)下去。必須注意的