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关于日晷读数的修正问题

关于日晷的问题,本博已发布过多篇文章,近期我将整理一下以前保存的有关日晷的一些资料,陆续分享给各位网友。

今天先总结一下日晷显示时间不准确的问题。普通的日晷,如最常见的赤道日晷,就算设计、制作、安放再怎么精确,我们从晷面上读取的时间也是不准确的,总是跟时钟有些差别,所以有些人觉得用日晷测量时间是不靠谱的。其实,这是一种错误的认识,日晷上的时间跟钟表上的时间并不是完全对应的,需要通过一些修正才能得出正确的时间,只要我们掌握了正确的修正方法,会发现日晷的精度是大大出乎我们预料的。

具体的修正方法参见下面的这篇文章:

赤道日晷测出的,是当地的太阳时间(地方时)。由于各地的经度不同,当地太阳时总比“标准时间”快或慢一段时间。我国的标准时间——北京时间,是采用北京所在的东八时区(东经120°)的时间。因此,在东经120°以东的地方,地方时要比标准时间早;以西的地方,地方时要比标准时间晚。比如,北京天安门广场的经度是东经116°22´,在东经120°以西3°38´,那么,天安门广场的地方时,比“北京时间”要晚14分32秒(每1°,差4分钟)。也就是说,天安门的正午,是在北京时间12点14分32秒的时刻。考虑这项影响,叫做经度修正。经度相同的地方,经度修正值是相同的;经度不同地方的经度修正值,是不同的;每个地方的经度修正值,是固定的。

另外,地球自转的(角)速度不是非常均匀,因此一个“太阳日”(太阳两次通过子午线的间隔时间)并不都刚好等于24小时,有时长一点,有时短一点。这是两个因素造成的:第一,地球绕太阳转的轨道是椭圆的,而不是圆的;地球自转的轴是倾斜于它绕太阳公转的轨道面的(倾角为66°33´),而不是垂直的。这种真太阳日虽然真实,但不便于使用,现在使用的是平均太阳日,即1个平均太阳日等于24小时(=1440分=86400秒),也就是通常钟表反映的那个时间。

日晷观测到的时间,自然是真太阳时间,它与平均太阳时间之间的差额,称为时差。时差有时为正值,有时为负值。每日时差的数值,可以查《天文年历》得到;各年同一天的时差数值,变化极小。时差曲线给出了一年内时差数值的增减情况,可供一般计算使用。由图可以看出,一年之内,时差有两个高峰、两个低谷、四次为0 。日晷观测到的时间,减去当天的时差,就得到平均太阳时间,这叫做时差修正。

真平太阳时差曲线图

真平太阳时差曲线图

因此,经过经度修正和时差修正,才能得到标准的时间。例如,10月1日在天安门广场上,日晷观测到的时间为9点25分,那么,考虑到经度修正值14分32秒,当天的时差修正值为10分,此时的“北京时间”应该是9点29.5分(=25+14.5-10)。

上文转载自:http://www.bjkp.gov.cn/art/2013/7/23/art_2109_202969.html

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