2019/3/21 春分与黄道光

发布单位:台北市立天文科学教育馆 观测方式:vtype_1.jpg vtype_4.jpg ★

  2019/3/21/5:58为2019年的春分时刻。此时太阳沿着黄道,由南向北穿越天球赤道,即恰好位在黄道与天球赤道的升交点上,赤经0度、黄经也是0度之处。春分时刻的太阳光直射地球赤道,几乎昼夜等长,日出日没的方向几乎在正东与正西方,标志着北半球春季的开始。春分之后,太阳直射位置逐渐偏北,日出与日落的方向也随之偏北,正午的太阳仰角高度也愈来愈高,白天长度愈来愈长,夜晚愈来愈短,直到夏至为止。

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  春分点是天球赤道座标与黄道座标的起始点,具有很重要的天文意义,许多天文计算都以此为原点。目前的春分点位在双鱼座内,接近宝瓶座边界,预估下一世纪就会进入宝瓶内。春分点的移动肇因于地球自转轴的进动所引起的岁差和章动所引起的自转轴倾角变化,使得春分点位置每年沿着黄道向西移动50.29"。约2000多年前的春分点位在白羊座中,这也是为何占星学喜爱谈论的黄道十二宫以白羊座为第一宫的原因,而春分点的天文学符号也跟随白羊座写为♈。

  由于春分前后太阳直射赤道,使得日夜交界线(terminator)恰好与地球赤道面垂直,站在赤道地区的人,其正午时刻的太阳将在正头顶;站在南极点或北极点的人,太阳几乎24小时贴在地平面上转一圈。这是个很有意思的现象喔!春分过后,南极点的太阳将在地平线下,进入永夜状态;相反地,北极点的太阳则始终在地平线上,进入永昼状态。这种状况将持续到秋分,太阳再度直射赤道,两极点所见太阳再度贴平地平线为止,之后便两边交换永昼与永夜的情况。以下影片为南极永昼的影片,给大家参考。

  而以下的影像,则是Robert Simmon以气象卫星Meteosat-9拍摄的2010-2011年两分两至四个特殊时间点的地球影像,可以清楚呈现两分两至时太阳照射地球的状况。其中2010/12/21为冬至,2011/3/20为春分,2011/6/21为夏至,2011/9/20为秋分,以上日期为世界时。

  由于气象卫星是所谓的同步卫星,在地球赤道上空绕地球公转的速度与地球自转速度相同,因此在其下方的地表上,看起来就像是静止在天空中一样,故又有「静止卫星」之称。这个气象卫星影像的中心点约在非洲以西的南大西洋上,各影像右下角是非洲大陆,右上角近边缘处则可见阿拉伯半岛,正上方为地理北极,正下方为地理南极。

  因为地球自转轴相对于公转面的法线方向倾斜了约23.5度,所以可以见春分与秋分(影像右上与右下)太阳直射赤道,使日夜分界线是从南极到北极,垂直将地球划分为昼夜两个半球。冬至时(左上),太阳直射南回归线,地球北极圈(北纬66.5度)以北的区域落入了所谓的「永夜区」,完全笼罩在黑暗中;相反地,南极圈(南纬66.5度)以南区域则是太阳24小时都在地平线上的永昼状态。而夏至(左下)则和冬至相反,太阳直射北回归线,北极区在永昼状态而南极区在永夜状态。

黄道光

  春分前后(2月中~4月中)为欣赏黄道光的最佳时机。黄道光为积聚在黄道面附近的微尘粒子反射太阳光所造成的景象,最亮的区域几乎与银河一样亮,只是该处接近地平线,受到大气消光效应及光害等影响,通常不容易看得见。在赤道区域比较容易观察黄道光,纬度愈高,观察的难度也跟着提高。以台湾的位置而言,在春分前后天气好的情况下,于日落后2~3小时内,就有机会在西方天空看到如三角锥状的亮区,底部最宽时约有40度,高度最高可接近70度,那就是黄道光。

  以下影片为台湾中央大学鹿林天文台观测助理萧翔耀先生拍摄的星空运动,在影片后段可见愈来愈亮、三角锥状亮区,那就是黄道光;不过,这是秋分后拍摄的,为天亮前见于东方天空的结果。

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