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【定義】:太陽到達黃經0°時即為春分
【日期】:每年公曆3月20日~3月22日之間
【交節時間】:2022年3月20日23時33分
春分前後,終於可以欣賞北斗星啦!在中國傳統文化中,北斗七星有着非常崇高的地位,自古有「斗為帝車」之說,意思是北斗是天帝的馬車,天帝坐着北斗檢閱四方。
晚上九點多,我們一抬頭就能看到北斗七星高高懸在天頂偏東位置。
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▲你能找到北斗七星嗎?
哪怕在市區,只要避開路燈直射,也大概能看到北斗的形態。從勺口開始,這七顆星的名字分別為天樞、天璇、天璣、天權、玉衡、開陽、搖光。
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▲北斗七星
其中中間的天權最暗,不易辨別;斗柄位置的玉衡、開陽、搖光相對明亮些;天樞和天璇也很明顯,它們被稱為「指極星」,因為將它們的連線延長5倍就能找到北極星了。來找找看↓
▲位於正中間的就是北極星了,不要看花眼哦~
有沒有發現北極星幾乎靜止不動?北極星是最靠近北天極的一顆恆星,而北天極是地球自轉軸無限延伸至天球的交點,所以隨着地球的自轉,可以看到夜晚的星空背景仿佛圍着北極星旋轉。
▲藍色的線條為虛擬赤道網格,可以看到北極星幾乎位於北天極。
假設你站在北極點上,那北極星將位於你的頭頂正上方,也就是星空的正中間,你的四周都將是南面,而群星將圍着你「轉圈圈」。
▲抬頭仰望北極頭頂的星空
換一個角度,感受星星們圍着你「旋轉」。
▲打開赤道網格,調快時間流逝速度,就更直觀了
春分星空還有什麼好看的?
順着北斗七星斗柄三顆星的弧度向南搜索,很容易就能找到一個明亮的略帶黃色的恆星,它是北天最亮的恆星大角。繼續沿着這條圓弧向南,還能看見一顆稍暗一些的亮星,它就是角宿一,上期中所提到過的「龍抬頭」里的「龍頭」。
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▲春季大三角
此外,還有一顆位於獅子座「尾部」的稍暗的星,叫五帝座一,它和大角、角宿一共同構成一個等邊三角形,被稱為「春季大三角」。
試着來找一找他們吧↓
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▲春分前後星空
春分是怎麼來的?
春分在天文學上具有極為重要的意義。春分這天,陽光直射赤道,南北兩個半球晝夜幾乎相等。春分之後,陽光直射位置逐漸北移,北極點開始出現極晝,北半球白晝越來越長,南半球則越來越短。(初中地理知識複習一波~)
如何確定春分是哪天?
這裡就要介紹二十四節氣的2種確定方法,平氣法和定氣法。
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平氣法,簡單地說,就是把一年的天數,平均劃分為24份,每一份就是一個節氣,每個節氣相隔的時間是固定的。
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那麼問題來了,古人是如何測得一年的時間的呢?這裡就要請出我們的古代「神器」——圭表。所謂「圭」就是刻度或標尺,「表」就是立杆、標杆。
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圭表南北放置,每天正午太陽到達正南方,也是一天內最高的位置。此時「表」的影子投射到「圭」上。人們發現,夏至影子最短,冬至影子最長,冬至到下一個冬至之間的時間就是一年,再分割為24段(每段15日),這種方法就叫「平氣法」。
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而現在農曆中的二十四節氣採用的則是「定氣法」,是將黃道(即從地球上來看太陽一年「走」過的路線)一周360°進行二十四等分,得到二十四節氣。
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太陽在黃道上運動,春分日陽光又直射在赤道上,這就意味着春分點既在黃道上,又在赤道上,也就是我們所說的黃赤交點上。
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▲3月20日春分,太陽位於黃道和赤道的交點上
古人將太陽周年視運行線路(即地球公轉軌道在天球上的反映)稱為黃道。它是天球假設的一個大圓圈,即地球軌道在天球上的投影。可以看到春分時節太陽的運行軌跡(橙色線)都與赤道(藍色線)相交。
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▲藍色為赤道,橙色為黃道,春分時節白天太陽運行軌跡
我們以「天」為單位進行快進,當日子逐漸向清明節氣靠近,太陽在黃道上的位置也逐漸遠離黃赤交點。
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▲春分至清明,太陽逐漸遠離春分點
現代天文學中將春分作為赤道坐標系和黃道坐標系的坐標原點。這就是我們在文章一開始所說的「黃經0°」的意思。這方面,東西方文化達成了高度的統一。
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黃道南北兩邊各9°寬的環形區域被稱為黃道帶,日、月、行星的視運動軌跡都在這個範圍中,還有我們熟知的西方黃道十二宮(注意不是黃道十二星座),分別是白羊宮、金牛宮、雙子宮、巨蟹宮、獅子宮、室女宮、天秤宮、天蠍宮、人馬宮、摩羯宮、寶瓶宮、雙魚宮。
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這十二宮將黃道十二等分,每個宮的跨度都是30°。(注意黃道十二星座的大小並不平均,這就是兩者最本質的區別。)白羊宮是第一宮,所以我們也依照傳統,把白羊宮的符號♈作為春分點的符號。
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無獨有偶,在中國,也有「黃道十二宮」!它們統稱為「十二星次」,分別為星紀、玄枵、娵訾、降婁、大梁、實沈、鶉首、鶉火、鶉尾、壽星、大火、析木。
與西方黃道十二宮一樣,同樣是為了測量日、月、行星的位置,把黃道均分為十二個部分。早在《左傳》《爾雅》等著作中就有十二星次的記載了。並且,古人也注意到木星幾乎每年「逗留」一個星次,於是木星也被稱為「歲星」。
春分天象
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3月20日,金星位於太陽西邊距離太陽最遠的地方,距離太陽約46°,是觀賞金星的最佳時機。
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▲3月20日金星西大距模擬圖
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3月18~22日期間,在日出前的東南方低空,還將出現一次「五星連珠」天象。木星、水星、土星、金星和火星將一字排開,間隔不到40°。
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▲2022年3月20日日出時東方低空
上一次這樣的現象還是在20年前的5月18日前後。「五星連珠」挺難得,但要一次看全5顆行星並不容易,只有在極好的天氣條件下才有可能在日出前短短几分鐘裡看到。
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3月27~29日期間,同樣是日出前,我們將看到金星、火星、土星出現在東南方的低空,一輪殘月也將來到它們身邊,構成三星伴月的美麗景觀。
▲三星伴月模擬圖
欄目支持:上海天文館(上海科技館分館)
特約撰稿:施韡(上海天文館展教中心網絡科普部部長、上海市天文學會副秘書長)
製圖:施韡、顧依依、錢尤禕、陳子鳴、
編輯:顧依依、高雪婷
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