给你发个大神的文章:十三. 天文学中的坐标系
天赤道,地球赤道在星空中的投影,是天文学中最重要的标记线之一。太阳东升西落的移动轨迹和天赤道是平行的(几乎),星星、星座东升西落的移动的轨迹也是和天赤道平行的,这些都是地球自转的结果。那么,天赤道在哪里?在日常观测中怎么找到他?参考:【一. 正南方、天赤道】
日晷,倾斜对准天赤道
面向正南,从头顶(天顶)向正南倾斜一个特定角度就是天赤道,而这个特定的角度值就是我们生活城市的纬度值(A-Z之间的角度值)。日晷,天文学中最重要的天文仪器,可不仅仅只是一个计时工具,日规就是倾斜对准天赤道的。只有倾斜对准天赤道,等分的刻度才能将时间等分。参考:【二. 时间--真太阳时】
猎户座的东升西落
猎户座,星空中最容易辨认的星座。1年365天,猎户座东升西落365次,每一次东升西落的移动轨迹都是和天赤道平行的,其实每时每刻猎户座与天赤道之间位置关系不变,这是地球自转的结果。所有的星星、星座东升西落的移动轨迹都是和天赤道平行的,这些都是地球自转的结果。参考:【三. 365天,高度的变化规律】
太阳的东升西落
太阳,天空中最亮的天体。1年365天,太阳东升西落365次,看似复杂没有规律,其实都是围绕天赤道展开的。
- 1天之中,太阳东升西落的移动轨迹和天赤道是平行的(几乎); (地球自转的结果)
- 1年之中,太阳东升西落的移动轨迹在天赤道±23.5°之间移动。(地球围绕太阳公转的结果)
太阳东升西落的移动轨迹和天赤道几乎平行,更准确的描述应该是:太阳东升西落移动轨迹形成的平面和天赤道平面几乎是平行的,一般我们认为平行。
- 太阳东升西落的移动轨迹:FBG,平面FBG;
- 太阳东升西落的移动轨迹:HDI,平面HDI,
- 天赤道EAW,天赤平面EAW,
3个平面平行:平面FBG // 平面HDI // 平面EAW(天赤道平面)
夏至日,每年6月21号前后,此时北半球白天时间最长,夜晚时间最短。冬至日,每年12月22号前后,此时北半球白天时间最短,黑夜时间最长。
- 夏至日,太阳高度角 = 天赤道倾斜角度+23.5°,
- 冬至日,太阳高度角 = 天赤道倾斜角度-23.5°,
- 天赤道倾斜角度 = 90°- 城市纬度。
地球上每一个城市天赤道倾斜角度都是不一样的,每一个城市夏至日、冬至日太阳高度角都是不一样的,但是都是围绕天赤道展开的。计算每一个城市夏至日,冬至日,中午正南方太阳的高度角是非常简单的,这是小学数学可以完成的任务。这和我们生活所在城市的纬度有关。实际测量一下正南方太阳高度角也并不复杂,可以和我们的计算结果比对一下。参考:【三. 365天,高度的变化规律】。
天球:也是一个球体,天文学也是用经纬度来描述天球的。仰望星空(天空),太阳东升西落,星星、星座东升西落,我们只能看见半个天球,大地平面以下的部分,我们是看不见的。但是对于数学这不是问题,根据球体的性质,我们可以将天球恢复成一个完整的球体。
天球
- 轴:南、北天极之间的连线就是天球的旋转轴。
- 0°纬度线:天赤道(地球赤道在星空中的投影),就是天球的0°纬度线平面。
- 纬度线:天球表面平行于天赤道的圆弧线。名称:赤纬。
- 经度线:天球表面连接南、北天极之间的连线。
天赤道EAWA',天赤道平面EAWA',南北天极PP',PP'⊥圆-EAWA',天赤道平分南、北天极。
天球、地球都是球体,都是使用经纬度系统来描述的。太阳东升西落的移动轨迹,(几乎)是沿着天球纬度线移动的的,这是地球自转的结果。如果我们拿出地球仪,沿着纬度线行走,也是和地球赤道平行的。例如:沿着北回归线行走,轨迹和地球赤道平行。夏至日,太阳东升西落的移动轨迹,就是沿着天球赤纬23.5°移动的;冬至日,太阳东升西落的移动轨迹,就是沿着天球赤纬-23.5°移动的。
- 1年365天,太阳东升西落365次,每一次的最高点都在正南方,此时影子最短,指向正北方,天文学把这一时刻定义为中午12:00点。这就是真太阳时。这是地球自转的结果。
- 1年365天,猎户座东升西落也是365次,每一次的最高点也在正南方。这也是地球自转的结果。
东升西落是相对运动,是相对运动产生的视觉运动,这是地球自转的结果。随着地球的自转,是正南方扫过整个星空,扫过星空中的每一颗星星、星座,和太阳。