一年24節氣的最後一個節氣—「冬至」將於2024年12月21日17時21分到來。此時,太陽位於黃經270度,是太陽全年行經軌道中最偏南的位置,由於24節氣是依據太陽的執行週期設計的,因此冬至每年都會落在陽曆的12月21日或22日。
冬至的天文意義
冬至標誌著北半球白晝時間最短、夜晚時間最長的一天。此時,太陽直射南迴歸線,北半球地區的正午太陽仰角達到一年中的最低點。例如,在臺北,冬至這天的日出時間為06:35,日落時間為17:09,白晝僅10小時34分,比起夏至時的13小時42分,少了3小時又8分鐘。而在北極圈內,冬至當天則會出現極夜的現象,日不見光;相對地,南極圈內則是一片永晝。
均時差的影響
儘管冬至白晝最短,但它並非日出最晚或日落最早的一天。這是因為地球的自轉軸傾斜約23.5度,並以橢圓軌道繞太陽公轉,導致每日的正午時間略有偏差,稱為「均時差」。對臺灣而言,今年最早的日落已經在11月27日至29日發生,而明年最晚的日出將在2025年1月12日至14日出現,各地的均時差略有些微差異。
圖說:左上為軌道橢率對一年內每個平太陽日的影響,右上為地球傾角對一年內每個平太陽日的影響,左下則是將前兩者綜合後得到的平太陽日均時差影響,右下為太陽在天空中同一時間的位置變化。
古代的冬至觀測
在中國古代,冬至是一個重要的時間點。由於冬至日正午竿影最長,測量起來最為方便,古人常利用這一天來確定一年的長度,這也使得冬至在古代曆法中被視為一歲之首,農曆的冬至月稱為「子月」。此外,冬至還有祭天的傳統,反映出天文與文化的緊密聯絡。
觀測建議
如果有興趣觀察冬至的日出或日落,可以選擇南向空曠的地點。例如,冬至當天的日出會從東偏南約26度的方位升起,而日落則從西偏南約26度的方位落下。此外,想挑戰拍攝日行跡的朋友,不妨從冬至開始,每日固定時間紀錄太陽的位置,完整的一年紀錄將呈現出「8字形」的日行跡圖,這需要相當的耐心與規劃!冬至不僅是天文上的重要時刻,也寓意著北半球即將迎來逐漸延長的白晝。讓我們一起期待冬至後的日光回歸吧!(編輯/許晉翊)
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關於臺北市立天文科學教育館:又被稱為台北市立天文館或台北天文館,座落於臺灣臺北市士林區的臺北科學藝術園區內,隸屬於臺北市政府教育局,創立於 1996 年 11 月 7 日,於 1997 年 7 月 20 日正式全面開放。其起源可追溯至臺灣的第一座天文教育機構,即「臺北市立天文台」。