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地球的季节在周三不那么平等的春分发生变化

周三,地球上的季节将正式发生变化,这预示着它们的性质将发生天文壮举:秋分。

9月22日,美国东部时间晚上11:09(太平洋夏令时晚上8:09),北半球的秋季将开始,而地球南半球的居民将迎来春天。这个日期——每年两个之一——被称为春分点,来自拉丁语,意思是“相等的夜晚”,暗指当时全世界的白天和夜晚长度相等。

但事实并非如此。

不那么平等的春分点

将春分点定义为昼夜相等的时间是一种过于简单化的说法。

首先,它将夜晚简单地视为太阳在地平线下的时间,而完全忽略了黄昏。如果太阳只不过是天空中的一个光点,如果地球缺乏大气层,那么在春分时,太阳确实会有一半的路径在地平线上方,一半在地平线下方。

但事实上,当太阳升起或落下时,大气折射使太阳盘上升的幅度超过了其自身的视直径。因此,当我们看到太阳是一个位于地平线上的红橙色球体时,我们看到的是一种光学错觉。

它实际上完全在地平线以下。因此,从我们的角度来看,春分点的一天看起来比实际时间长。这种错觉意味着,从天文观测者的角度看,昼夜相等的景象将在几天后出现。

除了折射加速日出和延迟日落之外,还有另一个因素使春分点的白天比夜晚长:日出和日落被定义为太阳上肢的第一个或最后一个斑点在地平线上可见的时间,而不是圆盘的中心。

这就是为什么,当你在本周周三查看报纸的年历或天气页面,查找当地日出和日落的时间时,你会注意到从日出到日落的白天持续时间仍然略多于12个小时,而不是“春分”一词所暗示的12个小时。

例如,在纽约市,日出时间是早上6:43,日落时间是下午6:54,所以白天的时间不是12小时,而是12小时11分钟。

直到9月26日,白天和夜晚才会真正相等(日出时间是早上6:47,日落时间是12小时后)。

在北极,太阳目前正在围绕整个天空划出一个360度的圆圈,似乎掠过地平线的边缘。

在今年秋分的那一刻,理论上它应该完全从视野中消失,但它的圆盘仍将在地平线上方徘徊。但还需要52小时10分钟,直到太阳上肢的最后一个斑点最终完全消失在视线之外。

这种强烈的折射效应也会导致太阳的圆盘在接近地平线时呈现椭圆形。当太阳接近地平线时,折射量增加得如此之快,以至于它的下肢比上肢抬起得更多,从而明显扭曲了太阳的圆盘。

其他行星的赤道

春分一词也用于春秋第一天太阳所在的天空中的两个点中的任何一个。这些点是黄道和天体赤道的交点,但它们不一定局限于地球。

为了确定另一颗行星何时经历分点,我们需要知道它的轴向倾斜。地轴倾斜23.44度。

火星的轴倾角与我们的最相似,它的轴倾角为25.19度。今年的火星秋分发生在11月12日,而春分发生在明年的9月13日。

水星没有明显的轴向倾斜,所以太阳(看起来比地球上大大约2 1/2倍)总是直接照射在水星的赤道上。

相比之下,天王星的轴向倾角为97.77度,这使它的季节变化与其他主要行星完全不同。天王星的旋转更像一个倾斜的滚动球。

在天王星至点的时候,一个极点持续面向太阳,而另一个极点则背对太阳。每个极点都有大约42年的连续阳光,然后是42年的黑暗。

在春分点附近,太阳面向天王星的赤道,给出了一段与大多数其他行星相似的昼夜周期。

天王星最近一次到达春分点是在2007年。下一个将在2049年到来。


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