发布单位:台北市立天文科学教育馆 观赏方式:肉眼观赏 可拍照 ★★

  夏至,为二十四节气之一,是最早被确定的一个节气,古人使用圭表测影法,发现晷影长短变化规律,并订定至日,分别为夏至及冬至。

  2023年的夏至发生在6月21日22时58分,此时太阳通过黄经90度,对于地理上位于北回归线上的观察者而言,此日的正午阳光直射当地,也就是著名的「立竿不见影」现象发生的时刻。对于台湾地区而言,北回归线通过嘉义县市、南投与花莲县,位在北回归线以北的地区即使在夏至当日太阳也无法达到天顶位置,因此一整年都无法看到立竿不见影的现象。而若位在北回归线以南的地区,太阳在一年当中将有2次机会达到天顶的位置,也就是在夏至前与夏至后各看到一次立竿不见影的现象,而夏至当天反而会看到短短的影子指向南方,相当有趣。由于台湾刚好跨越北回归线南、北两侧,不同地区的朋友们可以观察到略有不同的现象,体会「地球是圆的」的最佳证明!

台北天文馆于2023年6月9日拍摄的太阳盘面与太阳黑子。近期黑子数量明显增加,预估将在2025年达到高峰。
图说:本馆于2023年6月9日拍摄的太阳盘面与太阳黑子。近期黑子数量明显增加,预估将在2025年达到高峰。

  在太阳活动方面,近期的太阳黑子数量较去年同期有明显增加,几乎每天都有多颗黑子成群出现在太阳表面,为太阳观察增添许多可看性,更是揭示即将在2025年初来临的太阳活动第25周期的序幕。建议在夏至这天不只是低头看竿影,更可以在合格的减光器材辅助中抬头欣赏太阳表面的精彩活动!(编辑/台北天文馆谢翔宇)

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  安特克拉(Antequera)以其拉佩尼亚(La Peña)等地的天然岩层和巨石建筑闻名。研究团队在恋人之石(La Peña de los Enamorados)山腰进行的挖掘工作,该山也很有名,看起来像是一个沉睡巨人的侧脸。研究团队发现5400年前的古墓将夏至初升的太阳光汇集到内部深处的一个墓室里,这表明这座山可能对那里的史前人类具有重要意义,该研究结果发表在《Antiquity》期刊。

  这座古墓靠近马塔卡布拉斯岩石庇护所(Matacabras rock shelter),装饰象形文字,研究团队认为大约5800年前绘制的,墓室是在岩石壁画完成后的几百年才开始建造,用于墓葬1000多年。该地点的岩床倾斜,远离夏至日出的位置,因此建造者巧妙地布置石头,特意建造了一个通道,以便让夏至日出阳光可以直接进入内部的墓室一块表面有波纹痕迹的独特石头,这块石头取自海岸边。

  安特克拉地区最著名的门加石墓(Dolmen of Menga)是欧洲最大、最古老的巨石建筑之一,建造于西元前3800年至3600年之间。但是门加石墓的通道并不像预期的那样与夏至或冬至日出或日落对齐,相反,门加石墓指向东北约6.5公里处的恋人之石,如此的排列表明拉佩尼亚是当地史前人类的重要地点,并解开了门加古墓指向何处的谜团。(编译/台北天文馆施欣岚)

古墓中有一条通道与夏至日出对齐,将光线投射到内室墙壁上的装饰性岩石上。A passage in the tomb is aligned to the rising sun on the day of the summer solstice. Similar alignments have been seen at megalithic tombs elsewhere in Europe. (Image credit: Courtesy of ATLAS research group, University of Seville)
图说:古墓中有一条通道与夏至日出对齐,将光线投射到内室墙壁上的装饰性岩石上。

资料来源:Live Science

发布单位:台北市立天文科学教育馆 观赏方式:肉眼观赏 可拍照 ★★

  今年夏至发生在6月21日11时32分,夏至发生的时间是太阳刚好到达黄经90度的位置,此时太阳位于金牛座与双子座之间,阳光直射北回归线。而一天之中影子最短的瞬间,就叫做正午,也是太阳位置最高的时候,因此当夏至正午时分站在北回归线上看太阳,太阳就在正头顶,发生「立竿无影」的现象!夏至是北半球全年中白昼最长、夜晚最短的一天,而且越往高纬度移动,则白昼越长,在北极圈区内,即北纬66.5度至北纬90度间,形成「日不落」的现象没有夜晚,即所谓的永昼。而位于南极圈内的地区则呈现永夜现象。

夏至阳光直射北回归线、北极永昼、南极永夜。
夏至阳光直射北回归线、北极永昼、南极永夜。

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台北地区年度日出、正午与日落时间变化图。

  一般认为夏至是一年中最早日出与最晚日落的日子,但其实不然。以台北地区而言,日出最早是在6月6日至6月12日间(5时03分),而日落最晚则在6月26日至7月9日间(18时48分),与地球公转轨道为椭圆形及自转轴有23.5度倾角等因素有关。如果长期于固定时间拍摄太阳位置,会看到太阳呈现「8字图」的日行迹,而且夏至的太阳就位于「8字图」的最顶端。在《淮南子·天文训》书中有「夏至则斗南中绳,阳气极,阴气萌,故曰,夏至为刑。」意思是夏至时节北斗南指午辰方位,与子午经线相合,这时阳气上升到了极点,阴气在其中开始萌发,所以说,夏至是万物开始削减衰败的季节。

  整个北回归线共通过16个国家和地区,台湾地区则是通过嘉义及花莲两个县市,台湾的北回归线标志共设有3处,分别是嘉义水上乡、花莲瑞穗乡和丰滨乡,其中嘉义水上乡标志设立于1908年,同时也是全球首座在北回归线上设置的标志物,其旁设有「北回归线太阳馆」。而花莲瑞穗舞鹤台地立有白色日晷造型的北回归线标志,公园内设有许多跟天象、气候、节气、地球科学等相关的解说牌示。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。

  有兴趣的朋友,可以在夏至正午立竿见影,测试一下所在地的太阳影子最短到什么程度喔!(编辑/台北天文馆赵瑞青)

发布单位:台北市立天文科学教育馆 观赏方式:肉眼观赏 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2020年6月21日的05:44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 ,此时太阳位于金牛座中,阳光直射北回归线;换言之,在北回归线上的人,于正午时可见到太阳在头顶的正上方,几乎没有影子。而在北纬66.5度至北纬90度的北极圈以内区域,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度的南极圈以内区域,太阳都在地平面以下不升起,即所谓的「永夜」。

夏至阳光直射北回归线、北极永昼、南极永夜。

▲夏至阳光直射北回归线、北极永昼、南极永夜。

  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,也因此我国民间有「吃过夏至面,一天短一线」的说法。

  台湾第一座北回归线标志是于本省嘉义县水上乡的「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。今年的北回归线太阳馆除了迎接夏至的同时,也可看见百年难得一见的日环食,当天除了测试正午影长以外,下午还能够欣赏罕见天象。

  公元前三世纪中叶,古希腊天文学家埃拉托斯特尼利用夏至当天正午,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39,690~46,640公里之间,与现代的40,000公里结果相去不远。有兴趣者,不妨利用每年夏至重现这个实验,但得找两个距离比较远且经度相同的城市同步进行实验,看看您计算的结果是否准确。(编辑/台北天文馆许晋翊)

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。