為何夏天的太陽東北升起,西北落下?


這是一個非常好的觀察。實際上,一年之中太陽有一半時間是從東南方向升起,一半時間是從東北方向升起的。它們之間的過渡是春分和秋分,只有在這兩天,地球上所有的位置上,太陽都是從正東方升起的,也從正西方落下。春分和秋分時,太陽在天球上行經黃道和天赤道的相交點(也就是春分點和秋分點),在這兩個點上,陽光直射赤道,在地球上所有的位置都看到陽光從正東方升起,南北半球晝夜平分,所以叫春分、秋分。所以無論哪個民族的古代天文學裡,都很重視這兩天。中國古代也不例外。

在這裡,我們必須補充和強調一個知識點,在地球上看來,陽光是平行光。對於地球上每一點來說,陽光升起的方向都是一樣的,不存在緯度或南北半球的區別。為什麼呢?古希臘天文學家發現了這個秘密,因為,我們的地球太小了,而太陽太遠了。至於中午看到的太陽高度不一樣,那是地球表面的形狀造成的,或者說,是我們站立在彎曲的地球表面上,我們「站斜了」。

二分二至太陽路徑圖

理解了這一點,就好辦了。在春分之後,夏至之前,太陽在天球上繼續往北走,夏至之後往南返回,秋分回到天赤道。所以在春分-夏至-秋分之間,太陽都直射北半球。這時每天早上我們都會看到陽光從東北方向升起,傍晚從西北方向落下。秋分-冬至-春分,太陽就東南升起,西南落下了。

所以樓主的觀察是很準確,也很敏銳的。實際上,我們的祖先們,各民族的祖先們,在沒有黃道、天赤道、地球這些概念之前,制定曆法的方法之一,就是通過觀察早晚太陽升起落下的方向,或者中午太陽影子的長度(方位),從而計算出來回歸年周期,結合日月星辰的運動表象規律,總結出來時間曆法。

所以,杜甫在他詩《夏日嘆》里說,「夏日出東北,陵天經中街」,說明杜甫也注意到了。有趣的是,明朝有人寫詩說「白日出東北,暮向西南流」,這個人的觀察就不夠仔細,傍晚的太陽不是往「西南流」,而是往「西北流」。


在夏季太陽面對地球時,地球的兩側即日出與日落的位置,兩側的緯線是前低後高的,太陽的射線與緯線與一個夾角,緯線偏南那麼太陽的射線就偏北了。

當春分和秋分時地球旋轉軸完全是左右傾斜,沒有前後傾斜。兩側的緯線與太陽射線平行,所以日出時正東方向,日落時正西方向。

當冬季時兩側緯線與夏季時相反,即地球有向後仰的角度,緯線前高後低,日出日落時方向偏南。

春分至秋分日出與日落方向偏北,秋分至春分日出與日落方向偏南。


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