星辰志
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1.9 周年视运动

2024.01.01阅读 3 min

核心概念

周年视运动是指由于地球绕太阳公转,观测者看到的天体位置在一年中的变化。对恒星而言表现为随季节的规律性出现/消失;对太阳而言表现为沿黄道的运行。

核心概念

周年视运动是指由于地球绕太阳公转,观测者看到的天体位置在一年中的变化。对恒星而言表现为随季节的规律性出现/消失;对太阳而言表现为沿黄道的运行。

一、恒星周年视运动的本质

恒星本身不动(忽略自行),但由于地球绕太阳运行,每晚同一时刻看到的星空在缓慢西移:

同一颗恒星,今晚比昨晚提前约 4 分钟升起。

累积效应

Table
时间跨度同一时刻的星空变化
1 天提前 4 分钟,几乎看不出来
1 周提前约 28 分钟
1 月提前约 2 小时
3 个月提前约 6 小时,星空面貌完全不同
1 年回到原位

这就是四季星空变化的原因——夏天晚上看到的是天蝎、天琴;冬天晚上看到的是猎户、金牛。

二、太阳的周年视运动

太阳在恒星背景上的位置每天向东移动约 1°(360° / 365.25 天):

春天:太阳在双鱼、白羊方向(看不到这些星座,太阳在它们前面) 夏天:太阳在巨蟹、狮子方向 秋天:太阳在室女、天秤方向 冬天:太阳在人马、摩羯方向

太阳沿黄道的周年运动直接定义了二十四节气(太阳每走 15° 一个节气)。

三、中国古人对周年视运动的认识

3.1 昏旦中星观测

《尚书·尧典》记载了四仲中星:

Table
季节昏中星旦中星
春分星(星宿)
夏至火(心宿二/大火)
秋分虚(虚宿)
冬至昴(昴宿)

昏中星 = 黄昏时正南方的星。同一颗星如果春天在昏时中天,秋天就在旦时中天——这就是周年视运动的直接应用。

3.2 斗建

北斗的斗柄在不同季节黄昏时指向不同方位(见 4.2),这也是周年视运动的表现。

四、周年视运动与周日视运动的关系

Table
周日视运动周年视运动
原因地球自转地球公转
周期1 天(24h)1 年(365.25 天)
效果天体东升西落星空随季节变化
移动方向向西向东(相对)

实际观测中两种运动叠加:每夜天体都在东升西落(周日运动),同时每晚星空在缓慢变化(周年运动)。