封面科考隊｜夏至“立竿無影”，一年中最熱的時候來了？

封面新聞記者 張崢 圖據(jù)網(wǎng)絡(luò)

北京時間2023年6月21日22時58分將進入夏至節(jié)氣。作為我國古代最早確定的節(jié)氣，夏至這天太陽直射北回歸線。對北半球各地來說，夏至日來臨時，北半球白晝最長。不僅如此，在北回歸線上的地區(qū)會出現(xiàn)“立竿無影”的有趣現(xiàn)象。作為國內(nèi)唯一的歷書編算機構(gòu)，中國科學(xué)院紫金山天文臺負(fù)責(zé)起草了《農(nóng)歷的編算與頒行》國家標(biāo)準(zhǔn)。夏至有哪些有趣的現(xiàn)象？夏至是不是一年中最熱的時候？6月20日，封面新聞記者采訪了中科院紫金山天文臺科普主管王科超。

夏至荷花開

1

夏至有哪些現(xiàn)象？

王科超介紹，在天文學(xué)上，夏至是指太陽的地心視黃經(jīng)為90度，這一刻太陽運行到距赤道最北處。在地球上，太陽直射北回歸線，北緯23度26分。

對北半球各地來說，夏至日來臨時，北半球白晝最長，正午的太陽最高，垂直物體的影子最短，在北回歸線上的地區(qū)會出現(xiàn)“立竿無影”的有趣現(xiàn)象。而過了這一天，太陽就會“轉(zhuǎn)身”南下，因此北回歸線穿過的地區(qū)又被稱為“太陽轉(zhuǎn)身的地方”，如我國的汕頭、從化、桂平、墨江、蒙自等地。夏至正午，這些地區(qū)還會出現(xiàn)“立竿無影”的有趣現(xiàn)象，因為太陽光是從天頂直射下來。夏至傍晚，北半球的居民也將目睹一年中持續(xù)時間最長的暮色黃昏。

夏至，北極圈內(nèi)極晝，南極圈極夜。

極晝

2

中國：觀星授時

據(jù)《尚書?堯典》記載：日中，星鳥，以殷仲春。日永，星火，以正仲夏。宵中，星虛，以殷仲秋。日短，星昴，以正仲冬。

一般認(rèn)為，這里的仲春、仲夏、仲秋、仲冬這四仲即“二分二至”：春分、夏至、秋分、冬至，是我國古代最早確定的節(jié)氣。“日永”和“日短”分別表示一年中最長和最短的一天。“日中”“宵中”均表示晝夜等長。鳥、火、虛、昴分別是春分、夏至、秋分、冬至黃昏位于正南方天空四顆（組）醒目的恒星。

“日北至，日長之至，日影短至，故曰夏至”。到商周時期，中國古人已通過土圭測影發(fā)現(xiàn)春夏秋冬四季變化與太陽正午時的日影長短變化之間的關(guān)系，并由此最早確定了二十四節(jié)氣中的春分、夏至、秋分和冬至。

另外還有“斗柄東指，天下皆春；斗柄南指，天下皆夏；斗柄西指，天下皆秋；斗柄北指，天下皆冬”的記述，通過觀察北斗七星判斷季節(jié)。

圭表模型

3

夏至日日出最早、日落最晚嗎？

既然夏至日北半球白晝最長，那么日出最早、日落最晚嗎？對此，王科超解釋，通常來說并不會，這與我們采用的時間系統(tǒng)有關(guān)。日出而作、日落而息，以真實的太陽運動為依據(jù)而確定的時間叫真太陽時。“在真太陽時系統(tǒng)中，夏至日這天確實是日出最早且日落最晚，但由于真太陽時的不均勻性，我們?nèi)粘Ｋ玫氖且约傧氲奶柶骄\動為依據(jù)得到的平太陽時，以此作為我們的民用時間。真太陽時與平太陽時的差值叫作時差，由于時差的存在，如果以我們當(dāng)前通用的民用時間為標(biāo)準(zhǔn)，在真實生活中通常并不會在夏至日當(dāng)天出現(xiàn)日出最早、日落最晚的現(xiàn)象。”當(dāng)然，這是對地球上絕大部分地區(qū)而言。在北極圈內(nèi)，夏至日一天全域日不落，也就沒有早晚之說了。

4

夏至是不是一年中最熱的時候？

夏至是不是一年中最熱的時候？王科超表示，“最熱的時間一般是夏至后一個月的三伏天。”

“天太熱跟太陽大小沒關(guān)系。其實，太陽是一顆正處于主序星階段的中年時期的恒星，這一階段的太陽燃燒穩(wěn)定，體積變化非常小，因此在一天里，甚至一年里，太陽自身大小的變化是微不足道的。”

夏至?xí)r，北半球白天的太陽高度高，日照時間長，并且照射角度相比于冬季更接近于垂直地面。北緯30度附近，夏至?xí)r地表單位面積獲得的太陽輻射能量最多，約為冬至日時的三倍，并且緯度越高這個比值越大。所以，接收太陽輻射的多少是四季變化的主要原因。

“但是，北半球最熱的時間并不是在夏至，而是夏至之后的一段時間。因為氣溫的變化還受地表熱量收支平衡的影響。”王科超解釋，一般夏至后的一段時間里，地面吸收的熱量仍大于它所放出的熱量，地面溫度持續(xù)升高，這段時間差不多正好對應(yīng)傳統(tǒng)歷法里的“三伏”，因此造就了北半球“三伏天”的炎熱。這之后，地面放出的熱量大于地面吸收的熱量，氣溫才逐漸降低。

5

今年7月11日初伏

我國古代采用“干支歷”，是用10個天干（甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸）與12個地支（子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥）相配而成的60組不同的名稱來記年、月、日、時，循環(huán)使用。

根據(jù)傳統(tǒng)歷法的規(guī)定，從夏至日起，第三個庚日為初伏，第四個庚日為中伏，立秋后第一個庚日為末伏，這就是“三伏天”的來歷。

三伏天以庚日為始末，一般持續(xù)的時間是30天或40天。天文年歷顯示2023年7月11日初伏，7月21日中伏，7月31日末伏，8月10日出伏，今年“三伏”天共計30天。

【如果您有新聞線索，歡迎向我們報料，一經(jīng)采納有費用酬謝。報料微信關(guān)注：ihxdsb，報料QQ：3386405712】