冬至这天,白昼短到极致。往后,白天总时长一天天长起来。这个常识没多少人怀疑。可拿起日历核对日出时间,许多人会发现一个别扭的地方:冬至过后好几天,日出不光没提早,反而继续推迟。有些年份甚至到了元旦,早上太阳露面比冬至当天还晚。白天长了,怎么天亮得更晚?

这跟地球跑圈的节奏有关。地球绕着太阳转的轨道不是正圆,是个椭圆。每年一月初,地球走到离太阳最近的位置,公转速度最快。太阳每天经过正南的“中天”时刻,不是均匀的。用日晷记录的中午,与时钟标定的中午,一年里大多数日子对不上号。这个差值叫均时差。它像一条起伏的曲线,冬天那段正益处在加速下滑的阶段。冬至过后,均时差变化拖着中天时刻一天天往后挪,日出跟着同步后移。

白天长度由日出日落的时间差决定,冬至后日落开始明显变晚,可日出仍在推迟,直到均时差趋势逆转,日出才掉头提早。拿北纬四十度附近来说,最早日落通常出现在十二月上旬。等到了冬至,日落已经比十几天前晚了五到十分钟。冬至后日落继续大步后撤,每天挪出几十秒。白昼的加长,一多半靠日落撑着,日出那边还在磨蹭。

日出往后拖多久才肯回头?中纬度地区最晚日出大多出现在一月初,而不是冬至。纬度越高,这个滞后越突出。北纬五十度的地方,最晚日出能拖到一月上旬末。南半球相反,十二月是夏至,日出变化规律同样受均时差支配,只不过方向颠倒。赤道附近昼长几乎不变,均时差直接决定日出日落早晚,落差最多能达到十五分钟左右。

热搜、:冬至之后是不是白天时间越来越长 冬至过后日出时间变化规律

理解这个现象,得把昼长变化与太阳中天漂移拆开看。地球自转均匀,但真太阳日——太阳连续两次上中天的时间间隔——长短不固定。根源有两个:椭圆轨道造成公转角速度时快时慢,黄赤交角让太阳在黄道上投影不均匀。两项叠加,形成了均时差曲线。曲线在每年二月中旬抵达负极大值,真太阳时比平均太阳时慢十四分钟出头。十一月初到达正极大值,快十六分钟半。十二月二十五号前后曲线过零点,冬至那几天,真太阳时每天减慢二三十秒。正是这二三十秒的累积,把日出时间往后顶。

日出时间的提前推后,不单独取决于昼长,还得看太阳中天时刻的移动方向。冬至日昼长变化率最大,北纬四十度附近一天增加大约三四十秒,似乎足够覆盖均时差的拖延。实际上冬至后一两周内均时差变率超过昼长增加对日出的推早效果,日出的净变化就是推迟。待到均时差斜率放缓,昼长增量逐步主导,日出才转跌为涨。日落则刚好借力:昼长增加要求日落后延,均时差推着整个日弧往后平移,日落双倍向后冲。

古时候人们用日晷与漏刻比对,很早就察觉这种错位。漏刻记录的是均匀时间,日晷显示的是真太阳时。冬季日晷的正午不断比漏刻午正来得晚,观测者明白太阳“迟到了”。编制历法时,要把真太阳时刻换算成平太阳时刻,日出日落表才能正常利用。今儿智能设备上显示的日出日落时刻,整个按平太阳时换算过,可均时差造成的不对称依然嵌在数字里。

拿一份细致的天文年历翻看,十二月中旬日出时间还在步步推迟,冬至当晚到顶了吗?没有,冬至次日日出往往再迟半分到一分钟。要到一月初,日出列才会稳住并开始缓慢回调。这一推迟幅度随纬度变化,北纬三十度一带最晚日出在1月10日前后,北纬五十度可能跑到1月下旬,而且日出推迟总量可观,通常比冬至日晚七到十分钟。纬度升高,昼长变化量减小,均时差的主导作用更突出。

夏季也存在类似的不对称。夏至白昼最长,日出却不是最早。六月中旬日出最早,比夏至早了大约一周,日落最晚则出现在六月末。一年之中最早日出、最晚日落、最长白昼三者分散在不同的日子,都跟均时差曲线在那个时段的走向密不可分。冬季焦点集中在一月,日出最晚、傍晚加长同时进行,给深冬带来天亮节奏的微妙转换。

冬至后白天越来越长,确凿无疑。日出要熬过一段延迟期才加入战线,那也是太阳物理时钟与机械时钟角力的必然结果。掏出手机看天气频道,十二月底日出栏的数字不降反升,就这么回事。日历没印错,地球也没乱转,只是太阳当空走过的那条路径,本来就不跟钟表相同守规矩。

热搜、:冬至之后是不是白天时间越来越长 冬至过后日出时间变化规律