2019/6/21 夏至

发布单位:台北市立天文科学教育馆 观赏方式:vtype_1.jpg 双筒望远镜辅助观赏 需以口径10公分(4吋)以上的天文望远镜观赏 可拍照 ★★★

夏至是我国传统二十四节气之一,而且是二十四节气中第一个被确认的。它也是天文学上一个重要的时间与位置。

太阳将在2019/6/21的23:54达夏至时刻,也就是太阳位在黄经90度而且赤纬最北的时候,此时太阳位置金牛座中,大约是在金牛牛角处、双子座脚部、猎户座高举的左臂和御夫座围起来之处。夏至当日阳光直射北回归线;换言之,在北回归线上的人,于6/21-6/22正午时可见到太阳几乎在头顶的正上方而导致几乎没有影子。而在北纬66.5度北极圈至北纬90度北极点之间的区域,太阳则形成「日不落」的现象,太阳在一天24小时期间,都在地平线以上,环绕地平一周而运动,即所谓的「永昼」;相反地,在南纬66.5度到南纬90度之间的区域,太阳都在地平面以下不升起,即所谓的「永夜」。

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南北回归线上一年中只有夏至(北回归线)或冬至(南回归线)一次「日中立竿无影」的机会。在南北回归线之间的地区,一年有2次正午太阳过天顶而无影的机会。而在北回归线以北和南回归线以南的地区,则是完全没机会经历正午太阳在天顶而无影的状况。

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春分点与夏至点在天球上的位置

夏至标志着北半球夏季、南半球冬季之开始,这一天北半球白昼的时间最长而夜晚的时间最短。对北回归线以北的地区而言,是正午时太阳的仰角最高、阳光所形成的竿影最短的一日。夏至以后,太阳直射的地区域将日渐南移,北半球的白天的时间将一天比一天短、而夜晚的时间则愈来愈长,直到冬至为止。我国民间有“吃过夏至面,一天短一线”的说法。

不过,夏至这天虽然是白昼时间最长、夜晚时间最短的日子,但因为均时差的关系,夏至日不是一年中日出时间最早、日落时间最晚之日。事实上,以台北地区而言,一年中日出时间最早的时间是在夏至之前的6/6~6/12期间(5:03),日落最晚则是在夏至之后的6/27~7/9(18:48)。(此处所指的日出与日落时间,乃是太阳上边缘与地平面切齐的时间,此时因地球大气散射之故,天空看起来是很明亮的。)

北回归线通过台湾地区的澎湖县、嘉义县、高雄市北端、南投县南端、花莲县和台东县。在嘉义县水上乡立有「北回归线标」,目前该地已设立为北回归线太阳馆。台湾地区第一座北回归线标志是于本省嘉义县水上乡下寮村的「北回归线标」,这也是全球第一座北回归线标志。但由于地球自转轴倾角变动致使北极点漂移以及天球岁差等效应,造成北回归线会缓慢移动,所以现在矗立的北回归线标是第六代,与第一代标示的位置已经有些偏移。在太阳馆外的地面绘有各年度北回归线大致位置,有兴趣者不妨前往查探。

除了嘉义县水上乡外,澎湖马公虎井屿、嘉义县东石乡、花莲县瑞穗乡舞鹤村和花莲县丰滨乡静浦村也陆续设立北回归线纪念标志,成为该地旅游新兴观光景点。有到这些地点一游计划的人,不妨挑选夏至前后前往拜访。

有趣的是,北回归线的英文是「Tropic of Cancer」,Cancer在天文上指的是巨蟹座,tropic则是回归线之意。明明现在的夏至点在金牛座,为何英文却是说「巨蟹座的回归线」呢?这是因为地球自转轴会进动,也就是绕着黄道面法线方向缓缓转动,所以不只天北极的位置会逐渐改变,连带的两分两至点的位置也会随之移动,此现象谓之「岁差」。 Tropic of Cancer是数千年前定下两分两至点时,当时的夏至点位在巨蟹座中,因而有这样命名,只随时间过去,现在的夏至点已经因为岁差之故自1989年开始进入到金牛座中。同理,南回归线英文名「Tropic of Capricorn」,摩羯座的回归线,现在已经移动至人马座中;春分点的英文「First Point of Aries」或「Cusp of Aries」意味春分点当时在白羊座中,现已移动到双鱼座;秋分点的英文「First Point of Libra」意味当时秋分点在天秤座中,现已移动至室女座里。

公元前三世纪,古希腊天文学家Eratosthenes利用夏至当天正午,太阳照射亚历山卓(Alexandria)与亚斯文(Aswan,埃及古称Swenet,希腊古称Syene)两地的角度有些微差异,由此计算出地球通过南北极的圆周长相当于39,690公里,与现代的结果仅相差了1%,相去不远。有兴趣者,不妨利用每年夏至重现这个实验,但得找2个距离比较远的城市同步进行实验,看看您计算的结果是否准确。

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