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纪念第 43 个世界地球日  

2012-04-19 14:25:53|  分类: 感怀自然 |  标签: |举报 |字号 订阅

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纪念第 43 个世界地球日

秋雨

话说地球

茫茫宇宙之中,有一个银河系。就在银河系的偏外沿位置,一颗恒星带着八颗行星在不停地运动,这就是太阳系。自恒星太阳向外数,第三颗蓝色星体就是地球,地球还带领着一颗卫星在运转。蓝色地球上有各种生物,人类就是其中的一种,人类把地球的那颗卫星命名为月球,也就是我们夜晚看到的月亮了。

地球绕太阳运转的那个面,我们叫作黄道面,地球自转的轴线与黄道面并不垂直,而是成66.5度的夹角,且夹角基本恒定,其实是在65.5—67.9度之间变化着,每变化一个周期是41000年。因夹角基本恒定,才有了地球上的春夏秋冬。当地球运行到黄道面“冬至”那个点时,人类视觉感到太阳移到了最南面,阳光直射南回归线,北极出现永夜,南极出现永昼,也就是北极半年看不到太阳,南极太阳总是在地平线以上转圈圈,北半球成了冬半年,北半球昼短夜长,南半球成了夏半年,南半球昼长夜短;当地球运转到“夏至”那个点,由于地球总是那样歪斜着,人类的视觉感到太阳移到了最北面,阳光直射北回归线,北极出现永昼,南极出现永夜,太阳开始在北极地平线以上转圈圈,北半球成了夏半年,北半球昼长夜短,南半球成了冬半年,南半球昼短夜长;当太阳运转到“春分”和“秋分”那个点,阳光直射赤道,南北两极地区成了晨昏状态,南北半球昼夜时间一样长短,由冬到夏,那个点为“春分”,由夏到冬,那个点为“秋分”,这些命名都是相对于北半球而言的。

分出了春夏秋冬之后,随着黄河流域农业的发展,节气的划分逐渐充实起来,最终由三十节气系统,也就是太公古法,演变形成了二十四节气。二十四节气是相对于黄河流域的农业而言的,从纬度上说,距黄河流域越远,二十四节气越是失效。所以,二十四节气随地域不同,其含义是不同的。人类总在不断地总结发展,先是一年分成四季,每季有三个月。后来每月又有两个节气,分成六个候,每候多为五天。

地球环绕太阳运转的同时,自身也在不停地旋转着,这种旋转运动就叫做地球自转,地球自转一圈是23小时56分4秒,地球围绕太阳的运动叫做地球公转,地球公转一周是365天5小时48分46秒。人类生存的地球上,365.25天绕太阳转一个圈子,赤道地区每天要移动257万千米,1秒钟约移动30千米,比目前世界上最快的飞机要快30倍,是火车奔跑速度的1000倍。

话说纪年

早在公元前2697年的中华始祖黄帝时期,据说皇帝一名部下大挠氏探察天地气机,探究五行,始用甲乙以名日,谓之干,用子丑以名月,谓之枝,测天则用日,测地则用月,于是创立了天干地支,外加五行。甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸称为十天干,子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥称为十二地支,两者按固定的顺序互相配合,组成了天干地支纪法。河南安阳殷墟出土的甲骨文中,天干地支在我国古代主要用于纪日,此外还曾用来纪月、纪年、纪时等。天干地支是古人为了历法方便做60进位而设出的符号,天干地支的存在,就像阿拉伯数字般的单纯,而且后来开始把这些符号运用在地图、方位及时间上,所以这些数字被赋于的意思就越来越多了。

用公元纪年的叫做公历,公历有闰日的年份叫闰年,一般年份365天,闰年为366天。由于地球绕太阳运行周期为365天5小时48分46秒,一回归年折合365.24219天,于是公历把一年定为365天。所余下的时间约为四年累计一天,加在二月里,所以平常年份每年365天,二月为28天,闰年为366天,二月为29天。可是,这样定历法,每400年会多出三天。因此,规定被100整除而不能被400整除为平年,被100整除也可被400整除的为闰年。如2000年是闰年,而1900年不是。

中国农历纪年中,有闰月的一年称为闰年。一般年份为12个月,354或355天,闰年则为13个月,383或384天。农历作为阴阳历的一种,每月的天数依照月的盈亏而定,一年的时间以12个月为基准。为了合上地球围绕太阳运行周期即回归年,每隔二到四年,增加一个月,增加的这个月为闰月,因此农历的闰年为13个月。农历没有第十三月的称谓,闰月按照历法规则,排放在从二月到十月的过后重复同一个月,重复的这个月为闰月,如四月过后的闰月称为闰四月。闰月为三年一闰,五年二闰,十九年七闰。农历基本上十九年为一周期对应于公历同个大格,每个大格代表两个小时。当太阳光照在日晷上时,晷针的影子就会投向晷面,太阳由东向西移动,投向晷面的晷针影子也慢慢地由西向东移动。晷面的刻度是不均匀的。移动着的晷针影子好像是现代钟表的指针,晷面则是钟表的表面,以此来显示时刻。下半年太阳在天赤道的北侧运行,晷针的影子投向晷面上方;冬半年太阳在天赤道的南侧运行,晷针的影子投向晷面的下方。

这种利用太阳光的投影来计时的方法是人类在天文计时领域的重大发明,这项发明被人类所用达几千年之久,日晷一个致命弱点是阴雨天和夜里没法使用。改变日晷、更漏计时的人是一位叫做一行的唐代僧人,他俗名叫张遂,生活于公元8世纪。张遂与另外一位中国发明家梁令瓒一起设计了一个“擒纵器”装置,即所有机械钟中心部位的那套齿轮嵌齿结构。机械钟在中世纪时传至欧洲,直到14世纪,欧洲建造了既大又不灵巧的机械钟,用钟锤驱动,其精确度每天大约误差在1小时以内,到17世纪时,制造出了带有钟摆的更精确的钟。1601年,明代万历皇帝得到二架外国的自鸣钟,但民间仍是看天晓时,抛却日晷看钟表知时间还是近现代的事情。

历代封建王朝,总把自己尊为天地的中心,岂不知天地之大,并不是天下皆为王土!世界标准时间并没有始自中国,而是出现在西方。不同经度的地方,太阳升起落下有先有后。中国地域广阔,横跨东五区到东九区五个时区。为了方便,一律采用第八区时,即东经120°标准时,就是我们常说的北京时间。北京时间比世界时早八小时,即:北京时间=世界时+8小时。120经线贯穿了我国东部沿海的省市,所以中国东部地区可以把北京时间作为自己的地方太阳时。

各地真正的太阳时与所出的经度有关,与纬度无关,所谓真太阳时要求每天的中午12点,太阳处在头顶最高。传统上确定时辰,需使用真太阳时,所以要把平太阳时调整为真太阳时。所谓平太阳时,可以理解成一年之中每天都是24小时整,每一天是平均的,不同经度的地方,太阳升起落下有先有后,平太阳时就是地方太阳时。例如:北京时间每天都是24小时,是东经120度的平太阳时。实际上,因为地球围绕太阳运转,是一个椭圆,有时候转的快,有时候转的慢,如果按照两次太阳升起之间的时间为一天来算的话,每天是不一样多的。我们日常使用的时间就忽略了这个因素,是平太阳时。平太阳时是假设地球绕太阳是标准的圆形,一年中每天都是均匀的。北京时间是平太阳时,每天都是24小时。而如果考虑地球绕日运行的轨道是椭圆的,则地球相对于太阳的自转并不是均匀的,每天并不都是24小时,有时候少有时候多。考虑到该因素得到的是真太阳时。由于公历年与回归年的差异,以及闰年与平年的差异,实际的时差可用前一日或后一日的数据,其误差可忽略不计。一时间。例如:公历的1963年5月27日、1982年5月27日和2001年5月27日,都是闰四月初五。

话说时间

人类对时间的探索研究并没有就此止步,随着人类文明的进步,随着科技发展,日晷、更漏出现了,世界上最早的日晷诞生于六千年前的巴比伦王国。漏壶是中国最古老的计时器,周代时已有漏壶,到春秋时期,漏壶的使用已相当普遍。初期的漏壶只有一只壶,人们在壶中装上一枝有刻度的木箭。当水或沙从壶底的小孔漏出时,壶中水位或沙位下降,木箭会随之下沉,观测刻箭上的水位或沙位,便知道是什么时间了。

日晷是利用太阳投射影子来测定时刻的装置,通常由铜制的指针和石制的圆盘组成。晷针垂直地穿过圆盘中心,石制的圆盘晷面安放在石台上,呈南高北低,使晷面平行于天赤道面,晷针上端指向北天极,下端指向南天极。晷正反两面刻划出12个大格,每个大格代表两个小时。当太阳光照在日晷上时,晷针的影子就会投向晷面,太阳由东向西移动,投向晷面的晷针影子也慢慢地由西向东移动。晷面的刻度是不均匀的。移动着的晷针影子好像是现代钟表的指针,晷面则是钟表的表面,以此来显示时刻。下半年太阳在天赤道的北侧运行,晷针的影子投向晷面上方;冬半年太阳在天赤道的南侧运行,晷针的影子投向晷面的下方。

地球是太阳系中的一颗行星,它除了绕太阳公转外,每天还自转一周。因此,地球被太阳光照射的半个球面形成白昼,而背着太阳光的另外半个球面便是黑夜,它们之间的过渡带是清晨和黄昏。地球不停地自西向东转着,地球上的晨、昼、昏、夜也不断地从东向西移动,循环往复地在各地出现。全球各地都以自己所看到的太阳位置作为确定一天的标准,把自己所在地方相应的地球另一面的一条经线作为日期变更线,这样就有许多条日期变更线,使用起来很不方便。19世纪,俄国伊尔库次克附近一个小镇,那里一家邮局于9月1日7点钟给芝加哥邮局拍了一份电报,芝加哥回电说8月31日9时28分悉来电。此类事件层出不穷,几乎天天发生。地球上新的一天应该从哪里开始,从哪里结束?

1884年,国际经度会议为了避免此类混乱,规定了一条国际日期变更线。国际日期变更线位于太平洋中的180度经线上,为不使一个国家同时存在着两种日期,实际日界线北起北极,通过白令海峡、太平洋,直到南极,形成一条折线,日界线不穿过任何国家。国际日期变更线上的子夜,即地方时间零点,为日期的分界时间。国际日期变更线成了地球上“今天”和“昨天”的人为分界线。

平常所说钟表上的几点几分,习惯上称为时间,其实是当地的时刻,一地区具体时刻与该地区的地理纬度存在一定关系。世界各地习惯于把太阳处于正南方(北半球)的时刻定为中午12点,而此刻背对着太阳地球另一侧的某一地点,时刻必然是午夜12点。如果整个世界统一使用一个时刻,则只能满足在同一条经线上的某几个地点的生活习惯,整个世界的时刻不可能完全统一。1879年,加拿大铁路工程师伏列明提出了“区时”的概念,1884年的一次国际会议上得到认同,由此正式建立了统一世界计量时刻的“时区”。规定地球上每15°经度范围作为一个时区,也就是太阳1个小时内走过的经度,整个地球的表面被划分为24个时区,各时区的中间经线定为0°也就是本初子午线,每条中间经线东西两侧各7.5°范围内的所有地点,一律使用该中间经线的地方时作为标准时刻。于是,世界上只有24种不同时刻存在,而且由于相邻时区间的时差恰好为1个小时,这样各不同时区间的时刻换算变得极为简单。

规定了时区后,假如由西向东周游世界,每跨越一个时区,就会把表向前拨一个小时,这样当跨越24个时区回到原地后,表刚好向前拨了24小时,也就是第二天的同一钟点了;假如由东向西周游世界一圈后,表指示的就是前一天的同一钟点。于是,国际上统一规定,当由西向东跨越国际日期变更线时,必须在计时系统中减去一天;反之,由东向西跨越国际日期变更线,就必须加上一天。

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