科普知识堆天文学概论2篇

2.5天球坐标系本身的运动2.5.1岁差与地球自转进动年的定义；年指地球公转的角度周期。恒星年：以恒星为参考系地球公转360度是恒星年,是地球公转周期。365日6时9分10秒。回归年：以太阳为参考系地球公转359度59角分9角秒734毫角秒是一回归年365日5小时48分46秒。岁差岁乃年也，岁差既年差，回归年与恒星年的时间差（20分24秒）。因此地球在公转轨道上每年退行50角秒266毫角秒，使得天文学家在地球上观测到节气点西移（退行）。每回归年地球在公转轨道上退行50.266角秒，25783年退行一周，完成一个岁差周期。360°÷50.266角秒/年≈25783年。年《宋史·律历志》记载:“虞喜云：‘尧时冬至日短星昴，今二千七百余年，乃东壁中，则知每岁渐差之所至。’”岁差这个名词即由此而来。“进动”一词，原是物理学的术语，是指转动物体的转动轴环绕另一根轴的圆锥形运动。陀螺地轴进动是指地轴绕黄轴的圆锥形运动。——圆锥形运动的圆锥轴线，垂直于地球轨道平面，指向黄极。——圆锥的半径为23°26′，就是黄赤交角。——进动的方向向西，同地球自转（和公转）方向相反。

“退行”就是这个意思。——进动的速度是每年50.29〃，周期为25800年。地轴的进动首先是月球，其次是太阳对地球赤道隆起部分产生的力矩造成的，没有地球的自转运动，地轴进动也是不可能发生的。假如把地球分为三部分，中间的圆球部分质量中心在地球中心O，而C1和C2是赤道上多余物心，为了讨论简化，假定月球位于黄道上，显然，月球对较近部分C1的吸引力P1比对较远部分C2的吸引力P2要大些，P1将产生一个以O为中心的力矩M1，它使地轴和黄轴相重合；P2也产生一个力矩M2，它使地轴倒向黄道面。但是因为P1大于P2，并且OC1=OC2，所以M1大于M2，如果地球没有自转运动，则这个合力矩就使地轴和黄轴重合，然而，地球是具有自转运动的，那么，这个合力矩就使地轴朝着垂直于合力矩的方向移动，如图，地轴产生顺时针的移动。2.5.2岁差产生的后果1.天极绕黄极运动2.恒星的赤经赤纬和黄经有微小的变化

由于赤道坐标系的基本大圆赤道和基本点春分点的岁差运动造成的。星图或星表中得恒星位置数据都要标记相应的年代就是这个原因。所标的年代称为历元，一般每50年更换一次。

地轴进动使天极不能固定在某一个恒星位置，而在天球上沿一个小圆绕黄极作缓慢移动，小圆的半径是黄赤交角23°5，约26000年移动一周。地球自转轴沿光滑圆锥面进动，是只单独考虑月球或太阳的作用。实际情况要复杂的多。对地球自转轴施加外力的不仅有月球和太阳，还有各大行星。日月行星的轨道各有各得平面，行星到地球的距离也变化多端，联合作用力的大小和方向是复杂多变的，地球本身不是刚体，内部质量分布既不均匀也不恒定，大气环流、海洋潮汐等多种因素，是地球自转轴的空间运动非常复杂。2.5.3章动2.5.3黄赤交角的变化与地球极移

月球和行星的引力干预使黄道面的空间位置也有微小变化，这种变化使黄赤交角改变数值。黄道面的长期变化是黄极正向天极靠近。

极移：地轴在地球体内的位置移动，即地球南北两极在地球表面上的移动。检测结果表面，一个世纪以来，地球北极在不超过20米的地面范围内扑朔迷离地转了80多圈，走出了一条蜿蜒曲折的路线。2.6太阳系行星和卫星上的天球坐标系月面上的天空，看不见蓝天白云，但永远有灿烂的群星和清澈的银河。月面上天空的背景，不论白天黑夜永远是漆黑的。太阳、地球、星星和银河都可以同时在漆黑的天幕上各自发光。恒星得光不在闪烁，天气发出的所有波段的电磁波辐射，都毫无阻碍地倾泻在月面上；流星体也许会冷不丁地坠落在你身边，事先没有声音或光亮的痕迹。第三章时间计量序列

时间是一个较为抽象的概念，爱因斯坦在相对论中提出：不能把时间、空间、物质三者分开解释，“时”是对物质运动过程的描述，“间”是指人为的划分。时间是思维对物质运动过程的分割、划分。

牛顿：绝对的、真实的、数学的时间，由于它自身的本性，与任何外界事物无关，均匀地流逝。3.1恒星时与平太阳时3.1.1恒星时恒星时是由春分点的周日视运动来定义的。对于某一地方的子午圈，当春分点刚好通过子午线（上中天）的时刻，定义为该地恒星时0h因周日视运动，春分点绕天球一圈，又一次通过子午线时，定义恒星时24h或次日恒星时0h。对于任意时刻，将春分点的时角用时、分、秒单位来度量，定义为当时的恒星时。春分点的时角就是通过天极和春分点的大圆与子午圈的夹角。3.1.2平太阳时

太阳刚好通过南方子午圈的时刻（太阳上中天）定义为太阳时12h。对任意时刻，将太阳的时角用时、分、秒为单位来度量，加上12h后定义为当时的太阳时。

太阳时24小时比恒星时24小时平均长约3m56s。恒星时是恒星周日视运动遵守的时间，太阳时是太阳周日视运动遵守的时间。日常生活中使用太阳时，在寻找恒星位置时必须把太阳时换算到恒星时，才能与天球上的恒星位置相对应。太阳时又分真太阳时和平太阳时。由于太阳沿椭圆轨道运动的速度本身不均匀，真太阳的时角变化也是不均匀的。一年当中最大会差到10多分钟。天文学上设定一个假象的天体称为平太阳，它满足三个条件：沿赤道做周年运动运动速度均匀运动周期等于一个回归年以假想平太阳为参考点，来计算地球自转一周的时间，相应的时间叫一个平太阳日，相应一个平太阳日的时、分、秒就是平太阳时的时、分和秒。平太阳时也可简称为平时。真太阳时与平太阳时的关系，通过时差来联系。真太阳时角t⊙与平太阳时角tm之差，叫时差，即η＝t⊙－tm由于真太阳的周年视运动是不均匀的，而平太阳的周年视运动是均匀的，所以η不是一个固定值，时差随时间的变化曲线叫时差曲线。在中国天文年历的太阳表中载有每天η的数值。时差区时和世界时3.2.1地方时与区时为了解决全球各地时间异同的矛盾，1884年华盛顿国际子午线会议决议，采用加拿大铁路工程师弗莱明（S.Fleming）的建议，全世界统一标准划分时区，以英国格林尼治天文台0°经度线东西各7°.5的区域化为0时区，从0时区向东和向西，每个经度15°划一个时区，东西各划12个时区。恒星时或平时都以子午线为起算点，但地球上不同地理经度的地方，子午线是不一样的。具有地方性，地方恒星时或地方平时。/static/tools/worldtime.html3.2.2世界时与国际日期变更线世界时：在天文、航海、航空、国际通讯系统等领域，需要采用全世界统一的时间，通常采用0时区即格林尼治地方时，称为世界时，用UT表示。每天最早迎来新一天的地方北京时间我国幅员辽阔，从西到东横跨东五、东六、东七、东八和东九五个时区。成立以后，全国统一采用首都北京所在的东八时区的区时作为标准时间，称为北京时间。北京时间是东经120°经线的地方平太阳时，而不是北京的地方平太阳时。北京的地理经度为东经116°21′，因而北京时间与北京地方平太阳时相差约14.5分。北京时间比格林尼治时间（世界时）早8小时，即：北京时间=世界时+8小时测时守时授时国家授时中心负责确定和保持的我国原子时系统TA(CSAO)和协调世界时UTC(CSAO)处于国际先进水平，并代表我国参加国际原子时合作。它是由一组高精度铯原子钟通过精密比对和计算实现，并通过GPS共视比对、卫星双向法（TWSTFT）比对等手段与国际原子时间标准相联系，对国际原子时的保持做出贡献，目前的稳定度为10-14，准确度为10-13。/国家授时中心3.3历法3.3.1现行公历

现行公历即格里历（Gregoriancalendar），又译国瑞历、格列高利历、格里高利历，是由意大利医生兼哲学家阿洛伊修斯·里利乌斯儒略历制定的历法。公历纪年以“基督诞生”为起点，是公元532年一位教士迪奥尼西推导出来建议采用的。

由于太阳直射点的回归运动周期为365天5小时48分46秒（合365.242199074天）即一回归年，格里历把一年定为365天。所余下的时间约为四年累计一天，加在二月里，所以平常年份每年365天，二月为28天，闰年为366天，二月为29天。因此，每400年中有97个闰年，闰年在2月末增加一天，闰年366天。闰年的计算方法：公元纪年的年数可以被四整除，即为闰年；世纪数被100整除为平年，被400整除的才为闰年。纪元是从传说的耶稣诞生那年算起。月份123456789101112天数3128（闰年29）31303130313130313031儒略历是格里历的前身，由罗马官儒略·恺撒采纳埃及亚历山大的希腊数学家兼天文学家索西琴尼计算的历法，在公元前46年1月1日起执行，取代旧罗马历法的一种历法。一年设12个月，大小月交替，四年一闰，平年365日，闰年于二月底增加一闰日，年平均长度为365.25日。由于累积误差随着时间越来越大，1582年后被教皇格里高利十三世改善，变为格里历，即沿用至今的公历。

《儒略历》以回归年为基本单位，是一部纯粹的阳历。它将全年分设为12个月，单数月是大月，长31日，双月是小月，长为30日，只有2月平年是29日，闰年30日。每年设365日，每四年一闰，闰年366日，每年平均长度是365.25日。《儒略历》编制好后，儒略·恺撒的继承人奥古斯都又从2月减去一日加到8月上（8月的拉丁名即他的名字奥古斯都）使8月变成大月，又把9月、11月改为小月，10月、12月改为大月。

《儒略历》比回归年365.2422日长0.0078日，400年要多出3.12日。从公元325年定春分为3月21日提早到了3月11日。1500年后由于误差较大，被罗马教皇格里高利十三世于1582年进行改善与修订，变为格里历，即沿用至今的世界通用的公历。儒略历（Juliancalendar）各月名称一月Januarius名字来自古罗马神话的神雅努斯。二月Februarius名字来自古罗马的节日Februa。三月Martius名字来自古罗马神话的战神玛尔斯。四月Aprilis名字来自古罗马的词aperire，意思为“开始”，意味着春天开始。五月Maius名字来自古罗马神话的花神玛亚。六月Junius名字来自古罗马的创始人Junius。七月原名Quintilis，后改Julius。古罗马历只有10个月，这是第五月，原名是“第五”的意思，因为恺撒是这月出生的，经元老院一致通过，将此月改为恺撒的名字“儒略”。八月原名Sextilis后改Augustus。原名是“第六”的意思，因为后来者屋大维是生于此月，元老院将此月改为他的称号“奥古斯都”，原来应排为小月，从二月中抽出一天补上，变为大月，将后面的月份重新排大小月。九月September拉丁语“第七”的意思。十月October拉丁语“第八”的意思。十一月November拉丁语“第九”的意思。十二月December拉丁语“第十”的意思。3.3.2中国农历

中国农历是1911年辛亥革命前实行的传统历法，已有几千年的历史。农历属于一种阴阳历，以月相盈亏和太阳周年视运动两个自然周期为依据。农历规定：以月相朔所在的那一天为没月的初一，下次朔的日期为下一月初一。朔望周期不是日的整数倍，平均为29.53059日。月长便有大小之分，大月30天，小月29天。朔望周期本身也长短不一，相差近半天，所以可能出现连续几个大月或小月。农历的年仍以回归年为依据。但回归年周期与朔望周期不能通约。中国农历通过置闰的办法调节年与月两个自然周期。公历只考虑太阳运动（回归年），属阳历。伊斯兰回历只考虑月相，属阴历。中国古代纪年系用帝王的年号。从汉武帝至清宣统，年号共有700多个，有的一帝多号，也有朝代不同年号相同，用起来不大方便。成立后改用公元纪年。

汉历有个辅助部分——节气。节气如果也算历法的话，就是完全的太阳历。节气和地球在绕太阳运动的轨道的位置有关，和月球无关。节气是从立春开始的，一个太阳年是两个立春之间的时间，约365.2422天。

汉历的纪年用天干地支搭配，六十年周而复始。年份分为平年和闰年。平年十二个月；闰年十二个月普通月份加一个闰月，总共十三个月。月份分为大月和小月，大月三十天，小月二十九天。一年中哪个月大，哪个月小，年年不同，由计算决定。平年全年354~355天，闰年全年383~384天。由于每平年的天数比太阳年约差十一天，所以采用设置闰年（即十二个普通月份加上一个闰月）的方法使这几年的平均日数尽量的接近365.2422日。3.3.3干支纪法天干：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 ▪癸亥干支纪年干支纪年从东汉章帝元和二年（公元85年，乙酉年）四分历开始。十天干与公元纪年个位数对照表

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公元某年个位数为7，其对应的天干必为丁，若个位数是3，则对应天干是癸，余类推 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后余数为3，则该年地支必是亥；若是公元前某年除以12的余数为3，其对应的地支则是午。若某年能被12整除，则对应的公元前、公元后的地支分别是酉、申。其余均可参照表三类推。干支纪月时，每个地支对应二十四节气自某节气（非中气）至下一个节气，以交节时间决定起始的一个月期间，不是农历某月初一至月底。许多历书注明某农历月对应某干支，只是近似而非全等对应。干支纪月干支纪月法未普遍实行，主要为星相家推算八字用。干支纪日，60日大致合2个月一个周期；一个周期完了重复使用，周而复始，循环下去。确定的文献指出干支纪日始于鲁隐公三年夏历二月己巳日（公元前720年二月初十）。干支纪日干支纪时，60时辰合5日一个周期；一个周期完了重复使用，周而复始，循环下去。必须注意的