时间的计量、季节与昼夜课件

1、时间的计量,季节与昼夜,主讲人文学院：骆汉雄 2014.2,讨论以下几个问题 1、天文学中有几种不同的计量时间系统？ 2、什么叫恒星时？太阳时？真太阳时？平太阳时？ 地方时？标准时？ 世界时？ 3、什么是上中天？下中天？ 4、为什么会有昼夜交替？四季交替？昼夜长短的变化重要因素是？昼夜长短的变化是什么变化的重要因素之一？ 5、如何划分四季、五带、五带划分的特征是什么？ 6、我国天文四季与西方的四季有差异吗？区别？ 7、昼夜交替对动植物影响？,2、1 时间的计量,天球的周日旋转是地球自转的反映，我们就利用太阳、恒星或天球上假想点的周日运动来建立时间系统。由于选取的特定点不同，在天文学中就有几种不

2、同的计量时间系统，如恒星时、真太阳时、平太阳时等。,1、恒星时 (术语简介) 是以地球自转为基础的时间计量系统。观测天球上恒星或某一固定点旋转一周的周期,可得到恒星时的计量系统。以天球上的春分点连续两次通过某地子午圈的时间间隔为恒星日,它是恒星时的基本单位。 1恒星日又分为24恒星时，1恒星时分为60恒星分，1恒星分分为60恒星秒。所有这些计量单位称为计量时间的恒星单位,筒称恒星时单位。,(恒星时起算点) 恒星时是以春分点该地上中天的瞬间作为起点,春分点在周日视运动中,它的时角均匀的由0增加到360,或采用0时增加到24时, 所以地方恒星时在数值上等于以小时单位的春分点的时角。恒星时在日常生活

3、中很少使用,多用在天文工作中。 与平太阳时比较，一个恒星日只有23h56min4.09s。,2、太阳时 太阳相继两次经过同一地子午圈所经历的时间间隔为1个太阳日。 1个太阳日有真太阳日和平太阳日。 1）真太阳时：太阳视圆面中心连续两次上中天的时间间隔叫做真太阳日。 1真太阳日又分为24真太阳时等等。 简称为真时或视时。 真太阳时是以真太阳视圆面中心的时角来计量的，它的起算点是真太阳上中天，此时称真正午,而我们日常生活中，习惯的起算点是半夜（下中天），此时称真子夜。正好相差12小时。 1真太阳日又分为24个真太阳时，1真太阳时分为60个真太阳分，1真太阳分分为60真太阳秒。 因此，为了和人们的日

4、常生活习惯一致，把真太阳时定义为：真太阳视圆面中心的时角加12小时。,太阳时是指以太阳日为标准来计算的时间。可以分为真太阳时和平太阳时。 以真太阳日为标准来计算的叫真太阳时，日晷所表示的时间就是真太阳时。以平太阳日为标准来计算的叫平太阳时，钟表所表示的时间就是平太阳时。实际上我们日常用的计时是平太阳时，平太阳时假设地球绕太阳是标准的圆形，一年中每天都是均匀的。北京时间是平太阳时，每天都是24小时。而如果考虑地球绕日运行的轨道是椭圆的，则地球相对于太阳的自转并不是均匀的，每天并不都是24小时，有时候少有时候多。考虑到该因素得到的是真太阳时。 真太阳时要求每天的中午12点，太阳处在头顶最高。传统上

5、确定时辰，需使用真太阳时，所以要把平太阳时调整为真太阳时。 真太阳时与平太阳时之差值表（用平太阳时加减差值得真太阳时时）,什么叫上中天？ “子时月上中天” 子时就是23点到1点 这段时间. 也就是夜间12点左右,这时候,月亮正好在人的头顶上. 同样有:“日上中天 ” 天体过天子午圈叫中天，天体周日视运动中，每天两次过中天:位置最高(地平高度)叫上中天;完整说：天体经过观测者的子午圈。当经过北天极、天顶、南天极所在的那一半子午圈时，天体到达最高位置，称为上中天; 什么叫下中天？ 当经过北天极、天底、南天极所在的那一半子午圈时，天体到达最低位置 ，称为下中天 。恒星过上中天 ，其 时角为零，,2)

6、、平太阳时：由于太阳在黄道上作变速运动，而黄道又向赤道倾斜，所以一年四季的真太阳日长短不等，在日常生活中使用不便。 天文学上假设一个假想点，它每年和真太阳同时从春分点出发，也同时回到春分点来；不过它是从西向东在天球赤道上以均匀速度运行。这样的一个假想点叫平太阳。,平太阳连续两次经过上中天的时间间隔，叫做平太阳日。是以平太阳下中天起算的。 1平太阳日又分为24平太阳时，1平太阳时分为60平太阳分，1平太阳分分为60平太阳秒等等。 平太阳时又称为平时。,2、2 地方时和标准时 1、地方时：恒星时、视时、平时都由时角定义，而时角是从子午圈量起的。 对于地面上不同地理经圈的地方，它们的子午圈是不同的，

7、时间也就不同。 以各个地方子午圈为基准所决定的时间，叫做地方时。 全球有无数个地方时。使用不方便。,2、标准时（区时） 1）、世界时：1884年国际上决定，全世界的地理经度是从英国的格林尼治天文台的子午线（称本初子午线）起算的。 格林尼治地方平时又称为世界时，每天从子夜算起，由0时计算到24时。,2）、标准时：把地球按地理纬度分为24个时区，每一个时区包含地理纬度15。并以格林尼治本初子午线。（由于东12区和西12区各跨7.5合作一区，称为东西12区，并以180经线为中央经线。） 每一时区都按它的中央子午线来计量时间，即采用它的中央子午线的地方平时作为该区的共同时间，叫做标准时。,相邻两时区，

8、时间相差1小时，而分、秒数相同。 我国地域广阔，横跨东5区到东9区5个时区。为了方便，一律采用第8时区的标准时，（以120E作为标准时线），即我们通常所说的北京时间。（北京的实际经度为116 21，其地方时与标准时相差约14.5min.） 北京时间比世界时早八小时。 即：北京时间=世界时+8小时。,国际日期变更线,1884年起国际规定180经线为国际日期变更线(起止线)，简称日界线。 是以“格林尼治时间”为标准的日期变更线。 这条穿过太平洋的“国际日期变更线”，避开了一些岛屿和国家地区，这是为了使它们不致分成两个日期，因此，它不是一条直线而是有几个曲折的折线。,“国际日期变更线”的东侧为西12

9、时区、西侧为东12时区，东西两侧的区时相同，日期相差1天，东侧的日期要比西侧迟1天。 问？飞机从西往东飞，穿越180度经线，日期怎样变化？ 要是反过来飞呢，日期又将如何变化？,2、3 季节与昼夜 1）、太阳高度的变化 正午时刻为 =00 2）、昼夜长短的变化 昼夜长短的变化是产生季节变化的重要因素之一。晨昏线：是指昼夜半球的分界线。如果不考虑大气的折射作用，把阳光当作平行光的话，理想的晨昏线是一个大圆； 而实际上阳光不是平行光，再加上大气的折射作用，这样实际的晨昏线是一个往夜半球平移了大约100km的小圆。,昼弧和夜弧：昼夜长短是由昼弧、夜弧的长短决定的。在地球上所谓的昼弧是指处在昼半球的纬线

10、弧段，夜弧则是处在夜半球的纬线弧段(图2.45)。,然而，在天球上(图2.46)所谓的昼弧是指太阳的周日圈在地平上的弧段(ABC弧段)，夜弧则为太阳的周日圈在地平下的弧段(CDA弧段)。,在天球上(图2.46)所谓的昼弧是指太阳的周日圈在地平上的弧段(ABC昼弧) 夜弧则为太阳的周日圈在地平下的弧段(CDA弧段)。,白昼长度怎样算起？ 一天中，日出正午至日没的时间长度为白昼长度。 当：(-tg tg )1时为极夜现象。 当：(-tg tg) -1时为极昼现象。 从昼长表达式可推知，昼夜长短的纬度变化和季节变化有如下规律： 1) 当太阳的赤纬为正值时(春分夏至秋分)，越往北白昼越长，越往南白昼越

11、短；,2）当太阳的赤纬为负值时(秋分冬至春分)，越往南白昼越长，越往北白昼越短。 3) 春秋二分，全球昼夜平分，无纬度变化(因为 此时=0cost=0，有t90，即：2t18012h，故全球昼夜平分)； 4）冬夏二至，昼夜长短达到极值：夏至日，北半球昼最长，南半球昼最短；冬至日，南半球昼最长，北半球昼最短。,5) 赤道上，终年昼夜平分，无季节变化。这是因为赤道与晨分线均为大圆，无论它们交角如何变化，始终都是相互平分的(从公式推亦然：因0cost=0，有2t=18012h，故终年昼夜平分)。 6) 无论何时，极昼极夜总是出现在（90-|）的纬线圈之内。从图2.45我们不难发现，这两个圈划分极昼极

12、夜范围的纬线圈，恰好就是与展昏线相切的两个纬线圈：一南一北，一个处在极昼，另一个必为极夜。,7) 昼长的年较差(一年中某地最长的白天与最短的白天的差值)，随着为观测者的地理纬度 的增大而增大。如表2.6所示： 8) 任意纬度的昼长年平均值均为12h。,3、四季的划分 我国天文四季与西方的的差异： A、我国 a、天文四季是以四立为季节的起点，以二分二至为季节的中点。因而，夏季是一年中白昼最长、正午太阳高度最大的季节；冬季是一年中白昼最短、正午太阳高度最小的季节；春秋二季的昼长与正午太阳高度均介乎于冬夏两季之间。 b、我国气象上划分四季：阳历3、4、5月为春季，6、7、8月为夏季，9、10、11月为秋季，12、1、2月为冬季。 B、西方天文四季的划分，更强调与气候四季的对应，以二分二至为季节的起点，四立为季节的中点。,4五带的划分 1)五带的划分及划分依据是什么？ 运动这一天文现象反映在地球上的回归线(太阳直射点南北移动的纬度极限)与极圈(极昼极夜现象的纬度极限)作为划分界限的，是整然划一的。 五带的划分: 南北纬6090度寒带 北边的北寒带 南边的南寒带 下同 南北纬3060度 温带 南北纬30度之间 热带,划分依据 : 在同一时间里,纬度不同的地方,受到阳光