给孩子的趣味科学:趣味天文学
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一日的时长

每个地方一天的准确时长和一年中任意一天的准确时长,都可以根据天文历表来计算。但是我们在日常生活中未必需要这么精确。如果读者准备深入了解,附图(图8)将是一个好工具。图的左方是一天的时长,下方是太阳与天球赤道的角距,这一距离是以角度为单位的,被称为太阳赤纬。最后,斜线表示不同观察地的纬度。

为了使用这张图,我们需要知道,在一年中的不同时间里,某一方向的太阳与赤道角距(赤纬)的大小。相应数据请参见第15页中的表。

首先我们举例说明,如何使用这张图表。

图8 用图表来显示一日的时长(相关解释请参照文字说明)

1.找到圣彼得堡(即在北纬60°上)4月中旬当日的时长。

在表中找到4月中旬的太阳赤纬,即在这些天内太阳与天球赤道的角距离:+10°。在表的下方找到10°,并从这个点向上引一条直线,该直线与表的下边线成直角,直到这条直线与60°纬度线的曲线相交。表的左边交点的数字为14.5,即一日的时长大约等于14小时30分钟。我们说大约,是因为图表中没有考虑大气折射的影响(图15)。

2.找到阿斯特拉罕(北纬46°)11月10日的时长。

11月10日,太阳赤纬等于-17°(太阳在南半球)。像之前一样,我们找到14.5小时。但由于这次赤纬是负数,所以我们所得到的数字表示的不是白天的时长,而是夜晚的时长。白天的时长为24-14.5=9.5小时。

我们还可以算出日出的时间。将9.5小时除以2,我们得到4小时45分。从图7中我们得知,11月10日真正午的时间为11时43分,那么我们可以得出日出的时间:11小时43分-4小时45分=6小时58分,即早晨6时58分。这一天日落在11小时43分+4小时45分=16小时28分,即傍晚4时28分。这样,在必要的情况下,图7和图8可以代替相应的天文历表。

图9 50°纬度处一年中日出和日落表

现在,可以利用上述方法,绘制出你们居住地纬度的全年日出和日落表,以及一天的时长表。图9是以50°纬度为例(该表是按当地时而非法定时绘制)。仔细观察此图,就会明白这类的图表是如何绘制的。而画一次你们所在纬度的图表后,只要看一下自己的图,就可以立即知道一年中某天日出和日落的大概时间。