太陽為什麼會在天上慢慢跳「八字舞」
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專欄作者：馬褂
太陽繞8字的秘密
前面我們說了兩次「按地球自轉而設置每天的時長是不均勻的」，今天來詳細解說一下：
並且，由這個時長不均勻所帶來一個好玩的天文現象。
首先來一下地球自轉一周的天文含義，這分為「以遠方恆星回到同一位置」為基準的「恆星日」，以及「以太陽回到同一位置」為基準的「太陽日」（詳閱《動圖學天文之二：恆星日和太陽日》）
開篇提到的「每天時長不均勻」，是指的太陽日之間的差異。我們已經知道太陽日與恆星日相比，在地球自轉360度之後，還要再稍微多轉一些，才能讓太陽「回」到原始的位置。
實際的地球公轉過程，其軌道是個橢圓。其「多轉一些」在各個區域中都在發生著變化。
當地球朝著近日點奔去的圖中：
由圖示可知，當地球從A點移動到B點，所需要「多轉一些」的角度，比從B點移動到C點，所需多轉的角度要少。也就是說：地球靠近近日點的過程中，每天所需的時間，都比昨天多一些。
而當地球遠離近日點時：
地球從C點移到D點，及從D點移到E點相比，後者所需「多轉一些」的角度，小於前者，
也就是說：地球遠離近日點的過程中，每天所需的時間，都比昨天少一些。
其他位置區域的時長變化這裡就不畫了，比如在路過遠日點前後，會有什麼變化呢？各位網友可以自己試試。
==== 另一個影響因素 ======
從另一個角度來看，地球繞著太陽公轉的軌道平面（黃道面），與地球自轉的赤道平面之間，存在一個夾角。假設以地球不動的角度看，太陽就會繞著地球轉
可以看出，在太陽運行在黃赤交角附近，也就是春分和秋分點的附近時，它在斜向的角度上運行一個距離，只能分出一小部分到水平面上，也就是說，地球需要自轉得更多一些，才能使太陽「看起來」又回到了昨天的位置。
而在太陽運行在冬至和夏至的區域時，它運行了同樣距離，基本上全都能分到地球自轉的水平面上，也就是說，和在春秋分位置相比，地球自轉得不需要那麼多，就可以完成一個真太陽日。
上述影響效果疊加，就導致一年中的每個「真太陽日」的時長變得參差不齊（另還有些別的細節因素略）
為了便於人們日常生活的計時，以及簡化鐘錶等運行的設計，人們就給所有差距取個平均值，使得「一天」成為一個約定的時長，固定地等於24小時=1440分鐘=86400秒。
這種取了平均值的一天，稱為「平太陽日」。日常所用的手錶，是將平太陽日為再細化均分到24小時，稱為「平太陽時」。而古人計時用的日晷，其晷針的投影反映著太陽的方位，是記錄「真太陽時」的工具。
這兩者之間的時間差被稱為「均時差」，均時差最大可以達到超前16分33秒(大約在11月3日)或落後14分6秒(大約在2月12日)。
均時差造成的一個有趣的後果就是所謂的「日行跡」現象：假如你選擇一個固定的鐘錶的時間點（平太陽時）去觀測太陽的方位（真太陽時），就會發現太陽在一年中，不同日子的同一個時間點，位置表現得忽前忽後。
加上由於地球自轉軸傾角的存在，太陽在一年中的高度角也隨著四季發生變化。
這兩個效果疊加起來，使得一年中的固定時間，太陽在天空中的位置看起來似乎走了一個「8」字形。
以下是世界各國天文愛好者所拍攝的這種「太陽走8字」的延時照片，說起來操作過程也很簡單：找個固定的機位，每天固定的時間點去拍一張照片（其實每兩周去拍一張也就夠了，太陽的光點就不會太密集），一年之後把這些照片疊加起來就OK了。
新的一年就快到了，趕緊行動起來拍個這樣的照片吧，明年這個時候期待著看到你們的作品哈 ：）
另外，現代人了解了均時差，也可以進行特殊設定來將日晷上的真太陽時讀數轉變為鐘錶的平太陽時讀數，比如下面這個日晷:
它坐落於挪威奧斯陸的雕塑公園中，與我國的日晷盤面插針不同，它用一個圓環代替了盤面，把晷針懸掛了起來，並且在中間設置了一道窄縫。
圓環的底部焊了一個「8」字線，當正午的太陽投影到8字線上的位置時，即可獲取其均時差數值，而對晷針陰影落在圓環上的真太陽時進行校正了。是不是很好玩呢？
——責任編輯|配圖：解仁江——
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