简明天文学教程 5时间和历法换算
时间与历法.ppt.Convertor
绝对时空观绝对的、真实的、数学的时间，由于它自身的本性，与任何外界事物无关的，均匀的流逝。
——牛顿——相对时空观空间—时间未必能看作是可以脱离物质世界的真实客体而独立存在的东西，并不是物体存在于空间中，而是这些物体具有空间广延性。
这样看来，关于‘一无所有’的空间的概念就失去了意义。
——爱恩斯坦——时间与历法时间是建立在物质运动和变化的基础上的，时间和空间都是物质存在的基本形式，物质的运动与变化永远是在时间和空间中进行的。
脱离了物质，脱离了物质的运动和变化，时间和空间都将是毫无意义的。
时间是什么？时间的计量1、建立时间系统的目的判别和排列事件发生的先后顺序和运动的快慢。
时间有“间隔”、“时刻”两个含义时刻：事物运动中，某一状态发生的瞬间。
间隔：事物某一运动过程所经历的时间。
2、时间计量包含3、基本原则选择某一运动规律已掌握，运动状态可观测到的具体事物。
选取该事物的某一运动过程为时间的基本单位。
选取该事物的某一运动状态为时间计量的起算点。
先民日出而作，日入而息，太阳是天然的钟表。
时间计量系统一、恒星时：定义：以春分点的周日视运动为依据建立的时间系统。
时间单位：恒星日—春分点连续两次上中天的时间间隔。
起始点：上中天恒星时在数值上等于春分点的时角S = tr = α+ t当任一恒星上中天时t=0 即s=α二、真太阳时定义：以太阳视圆面中心的周日视运动为依据建立的时间系统。
时间单位：真太阳日—真太阳连续两次下中天的时间间隔。
起始点：下中天真太阳时以真太阳的时角度量：m⊙＝t⊙＋12h1、真太阳时比恒星时每日约长4分钟太阳在周日视运动的同时，又以逆时针方向做周年视运动，每日在黄道上自西向东约运行1度，因此真太阳时比恒星时约长4分钟。
m⊙≈s ＋3m56s2、真太阳时的缺陷（1）太阳在黄道上的运动不均匀。
（地球公转轨道为椭圆）（2）即使太阳在黄道上运动均匀，由于黄赤交角的存在，投影在赤道上的太阳时角变化也不均匀。
天文学时间和历法
第一部分 时间及其计量
（1）时间的概念
（2）计时仪器、时间服务
（3） 时间的种类、时间计量系统
（4）新的世界时计量系统
第一部分 时间及其计量
（1）时间的概念
• 时间的本质：
物质运动变化的序列和持续的性质。
时间有“时段”、“时刻”两个 含义
2000 2001 2002 2003 2004
本初子午线
（4） 新的世界时计量系统
历书时（ET ，Ephemeris Time ） 原子时（AT ，Atomic Time ） 协调世界时（UTC，Coordinated
Universal Time）
20世纪，随着测时精度的提高， 人们发现地球自转并不是绝对均 匀的。一年中有快有慢，并有长 期减慢现象。
世界时
在地球上某个特定地点，根 据太阳的具体位置所确定的时刻， 称为“地方时”。
13 14 15 16
12
11 10 9 8
区时
东经120°
时间的换算： 两地的地方（平）时差等于经度差。 15度＝1小时
世界时：0°经线（本初子午 线）所在地方的标准时。
UT （Universal Time）
分、时、日、年由秒累加得出。 原子钟不仅用来计量时间，它本身 就是时间标度产生器。
• 1967年起，原子时取代历书时，
从1958年1月1日世界时0时起算。
• 协调世界时（UTC， Coordinated Universal Time）
协调世界时秒长＝原子时秒长，从 1972年起使用。积累起来比地球自转 差0.9秒以上时，则跳1秒，称闰秒， 有正闰秒、负闰秒之分。只在6月30日 或12月31日最后1秒操作。目前所有的 闰秒都是正闰秒，尚无负闰秒。
天文与历法
格里曆閏年規則
平年365日，二月28日； 每 4年置閏年一次，閏年366日，二月29日。 凡西曆年份數可被 4 整除者，置閏。 如1960、1996等。 凡年份數可為100整除者，不置閏， 如1800、1900。
凡年份數可為400整除者，置閏， 如2000、2400。
為什麼要閏年
陽曆一年有365.2422日，平年365日，所以多出 0.2422日。 累積4年，多了0.2422 × 4＝0.9688日，所以閏年，日曆增加1日。
節氣 節氣 節氣 節氣 節氣 節氣 節氣 節氣 節氣 節氣 節氣 節氣
4.5 5.6 6.6 7.7 8.8 9.8 10.8 11.7 12.7 1.6 2.4 3.6
不
固
定
習題
冬至（2007.12.22）與近日點（2008.01.03） 不是同一天，夏至（2008.06.21）與遠日點 （2008.07.04）也不是同一天，為什麼？ 夏至：太陽直射北回歸線； 冬至：太陽直射南回歸線； 春分：太陽直射赤道； 秋分：太陽直射赤道； 近日點：地球離太陽最近的位置 遠日點：地球離太陽最遠的位置
天文與曆法
葛必揚 2008.12.27
主題一：天文學概述與 天體測量 主題二：時間與曆法
主題一之一：天文學概述
1. 行星與太陽系 2. 太陽 3. 恆星（結構、演化） 4. 星團 5. 星際物質
6. 星系、星系團
7. 宇宙
習題
算算星球的比例
地球半徑： 太陽半徑： 6378 km 696000 km 1mm ？ 10cm
பைடு நூலகம்
年與歲的不同
地球繞太陽公轉一圈
從冬至（春分）到下一個冬至（春分）的時間， 稱為一個歲實（回歸年、太陽年）；有 365.242190日。
时间和历法
2)．区时 以经线为界，把全球分为24个区，每区跨经度15°，各区把中央 经线的地方时作为本区统一使用的标准时。这样的区，称为时区； 这样的时间，称为区时。
3. 测量时间的原则 时间要用物质的运动来度量。选择不同的物质运动形式来表达 或计量时间的过程中，选择的物质需要： （1）具有固定的周期---周期性； （2）均匀等速运动---稳定性； （3）大多数人都能观测到---可测性。 地球公转运动、月球公转运动和地球自转运动都符合这三个原 则，分别用它们的运动周期来计量时间，便产生了“年”、“ 月 ”、“日”的基本单位。然而，同一种周期运动，选择不同的 量时天体（参考点），其周期时值也不同，于是便产生了不同 的时间计量系统。例如依据地球自转的恒星时、太阳时系统， 依据地球公转的历书时系统；依据原子振荡的原子时系统等。
时间包括两个方面的含义： （1）时段：测量两个瞬时的间隔，即时间经过的长短。要确定时段的长 短，必须要有一个计量时间长短的标准来作为单位，然后用这个单位来 度量两个事件发生的时间间隔，如：年、月、日、时、分和秒等。 （2）时刻：指无限流逝时间中的某一瞬间，就像时刻尺度上的刻度和标 记-用以确定事件发生的先后。要准确的确定时刻，需要选择某一特定的 时刻，来作为起算点的零点，只要计量“某事”和“起算点”之间的时 间间隔，就可以确定这件事发生的时刻了。
平太阳时和真太阳时除按预定的年首和 年尾吻合外，其他时间都有有一个差值 ，天文界定义：真太阳时和平太阳时之 差为时差，用η表示，即：η= t⊙-tm 。时 差有正有负，可大可小。时差与观测者 的地理位臵无关，只与观测日期有关。 时差每年四次等于零，在4月16日、6月 5日、9月1日和12月24日前后。四次极 值，如下边所示。时差的周年变化，是 视太阳日长度的周年变化的结果。
天文学的历法与时间标准
天文学的历法与时间标准当前，人类社会已经进入了一个高度发达的科学技术时代，时间的准确度和计量成为了各个领域的重要指标。
而天文学的历法与时间标准作为最为精确可靠的时间测量方法，在现代社会中发挥着重要的作用。
本文将从历法和时间标准两个方面，介绍天文学对于时间的测量和标定。
一、历法历法是人类社会为了规范时间，而将时间按照一定规则进行划分和统计的方法。
古代的历法主要是根据天文现象来进行推算的。
例如，古代中国就采用了太阳历和农历两种记时方式。
1. 太阳历太阳历是最早出现的一种历法，是根据地球绕太阳公转的周期进行划分的。
太阳历的时间单位以年为基准，将一年按照12个月、每月30或31天划分。
太阳历的起点一般是设定在某个特定事件发生的时间点，比如公元元年。
然而，太阳历存在一个问题，即地球绕太阳公转的周期并不是整数。
为了解决这个不精确性，人类提出了闰年的概念。
规定每4年中的一年为闰年，拥有366天，其他年份为365天。
通过闰年的引入，太阳历可以更加精确地与地球的实际公转周期相匹配。
2. 农历与太阳历相比，农历是根据月亮的运动周期来进行记时的。
农历按照月亮绕地球公转的时间，将一年划分为12个月。
每个月的起始和结束时间则取决于月亮的相位变化，即新月、上弦、满月和下弦等。
农历在古代社会在生活和农业生产中发挥了重要作用，例如决定农作物的播种和收获时间、通婚的禁忌等。
虽然农历能够与月亮的运动周期相吻合，但由于月亮的公转周期不是整数，所以农历的时间单位并不精确。
二、时间标准时间标准是基于历法的发展和天文学原理的统计方法，以更高准确度来定义和测量时间的流逝。
人类社会在工农业生产、交通运输、科学研究等方面，对时间的准确标定和测量需求越来越高，因此需要一种更为精确的时间标准。
1. 原子钟原子钟是一种利用原子物理性质来测量时间的装置。
它利用原子的振荡频率稳定且精确的特性，通过记录和计算原子物理事件的数量来测定时间的流逝。
目前最为常用的时间标准是国际原子时（International Atomic Time，简称TAI），它是以多个原子钟的平均频率作为基准来计量时间。
天文基础时间和历法下wangyumin
－－－－黄道 －－－天赤道
－－－地平圈
南天极
天球示意图
回归年：平太阳连续两次经 过 春分点旳时间间隔。
回归年构成四季。 1回归年＝365.2422日 （365天5小时48分46秒）
为何1恒星年≠1回归年？
岁差
岁差（春分点旳西退） 每年50.3"
春分点
赤道
黄道
• 朔望月：月亮 连续两次与太 阳会合旳时间 间隔。
• 上六个月逢六廿一， 下六个月逢八廿三。 每月两节日期定， 最多不差一两天。
闰月旳安排
要求含“中气”旳月份为某月旳标志 不包括“中气”旳月份为“闰月”。
• 节气 中气 节气 中气 节气 中气
• 立春、雨水、惊蜇、春分、清明、谷雨；
•
一月
二月
三月
• 立夏、小满、芒种、夏至、小暑、大暑；
•
四月
五月
三九：从冬至算起为一九， 九天后为二九，等等。
三伏：夏至日起第三个“庚”日为初伏（头伏）， 第四个“庚”日为中伏（二伏）， 立秋日起第一种“庚”日为末伏（三伏）。
• 儒略日：
• 不用年月旳长久记日法。
• 法国人史加利泽（Scaliger）制定，
• 以公元前4723年（—4723年）1月1日世界 时12时为起算点。
第二部分 历法
（1） 与历法有关旳几种概念 （2） 太阴历 （3） 太阳历 （4） 阴阳历
（5） 其他记年记日法
（1） 与历法有关旳几种概念
年——回归年、恒星年 月——朔望月 日——太阳日
恒星年：平太阳连续两次经过某 恒星旳时间间隔。
恒星年是地球旳真正公转周期。 1恒星年＝365.2564日
北天极
• July ： 儒略大帝 • August ： 奥古斯都 大帝 • September : 拉丁文 “7” • October : 拉丁文 “8” • November : 拉丁文 “9” • December : 拉丁文 “10”
天文学基础06-时间和历法
2、农历
※基本法则：
以月相朔所在的那一天为每月的初一，下次朔的 日期为下月初一。朔望周期平均为29.53059日， 所以定大月30天，小月29天。不过大月和小月不 30 29 是严格地交错的。 “朔”究竟在哪天，要根据月亮和太阳的真实位置 来确定，是完全客观的，这个工作被称为“定 朔” 。是极其专业、极其复杂的工作。
中国农历通过置闰的办法调节年与月两个自然周期，并以 24节气补充调和月亮与太阳两个天体运动的自然规律 24节气补充调和月亮与太阳两个天体运动的自然规律 春分 谷雨 小满 夏至 大暑 清明 立夏 芒种 小暑 立秋 白露
中 气
处暑 秋分 霜降 小雪 冬至 大寒 雨水
节 气
寒露 立冬 大雪 小寒 立春 惊蛰
地支与生肖
子 丑 寅 卯 辰 巳 午 未 申 酉 戌 亥 鼠 牛 虎 兔 龙 蛇 马 羊 猴 鸡 狗 猪
二十八宿与生肖
东方：角木蛟、 氐土貉、 心月狐、 东方：角木蛟、亢金龙、氐土貉、房日兔、心月狐、尾火虎、箕水豹 南方：井木犴、 柳土獐、 张月鹿、 南方：井木犴、鬼金羊、柳土獐、星日马、张月鹿、翼火蛇、轸水蚓 胃土雉、 毕月乌、 西方：奎木狼、 西方：奎木狼、娄金狗、胃土雉、昂日鸡、毕月乌、觜火猴、参水猿 北方：斗木豸、 女土蝠、 危月燕、 北方：斗木豸、牛金牛、女土蝠、虚日鼠、危月燕、室火猪、璧水嵛
§5.1 时间
一、恒星时与平太阳时
1、恒星时 对于某一地方的子午圈，当春分点刚 好通过子午线（上中天）的时刻，定义为 该地恒星时0 该地恒星时0h。对任意时刻，将春分点的 时角用时、分、秒单位来度量，定义为当 时的恒星时。
Z
♋ Q
P
X
δ
♎ N O
T
t♈ α
天文学.W06.时间与历法
平太阳时(简称为平时)：
定义：以平太阳的周日视运动为依据建立的时间 系统。 时间单位：平太阳日—平太阳连续两次下中天的 时间间隔。 起始点：下中天。 平太阳时以平太阳的时角度量：m = tm+12h 平太阳与人们日常生活的时间概念一致。 通常钟表所指示的时间即为平太阳时。以后如 不特殊说明，都是平太阳时系统。
32
• 1.
地方时
地方时与地方经度的关系： 在同一计时系统内，任意两地同一瞬间 测得的地方时之差，在数值上等于这两地的地 方经度之差。
我国幅员辽阔。当东部的乌苏里江的渔民迎 来黎明的曙光时，西部帕米尔高原还在深夜。 如果各地都按照地方时计量，将使人们的交流 很不方便，于是国际上统一规定了全球的标准 时——世界时。
15
日晷（gui）
圭表
16
1955年，英国的埃森等人首先铯原子钟。它的出现，使时 间频率计量精度产生了一个飞跃。此后氢原子钟、铷原子 钟等相继出现，发展非常迅速。
1967年起，以铯原子钟的跃迁频率为基础，规定了原子时 的秒长，成为目前时间计量的标准。500万年只差1秒。
• 时间单位——秒的定义如下：
19世纪末美天文学家 S. Newcomb引入的一个 假想参考点。
在黄道上建立第一辅助点： 在黄道上均匀运动，其速度等 于真太阳的平均速度，并与真太 阳同时过近地点和远地点。 在赤道上建立第二辅助点： 在赤道上匀速运动，其速度 等于第一辅助点速度，且与第一辅助点同时过春分点和 秋分点。 第二个辅助点为平太阳。
34
• 4.区时与地方恒星时的换算
• 日常生活－区时；天文观测－恒星时。
S S0 (T N )(1 1 365.2422)
地方恒星时 当日世界时零 时的地方恒星 时，查天文年 历知道。 时区 第N时区的 区时 地理纬度
简明天文学教程第二版第三章答案余明主编
简明天文学教程第二版第三章答案余明主编第三章时间与历法1.何谓时间？答：时间有时刻和时段两重含义。
时刻是指无限流逝时间中的某一瞬间；时段是指任意两时刻之间的间隔。
2.何谓测时？常用的计时系统有哪些？答：测时，是时间计量工作的一项内容。
古时候是靠立竿见影，测定太阳影子定时间或测定某些恒星的位置来确定时间的。
现代则是应用中星仪或等高仪等测时仪器观测选定的某恒星（如太阳）通过的瞬间，再经过归算获得准确的时刻。
常见的计时系统有恒星时、太阳时（有视太阳时和平太阳时）、太阴时、历书时、原子时和协调时等。
3.已知某地毕宿五（a=4h35m）正好上中天，当日太阳的赤经为21h51m44s，时差为-14m13s，求当时该地的平时。
答：由平时=视时-时差=（恒星时-太阳赤经+12h）-时差=4h35m-21h51m44s+12h+14m13s+24h=18h57m29s4.在成都某地（赤经=104°05′E=6h56m20s E）5月6日用日冕测得视太阳时10h02m,求相应的地方平时及北京时间。
（时差为3h24m）平时=视时-时差=10h02m-3h24m=9h58m36s北京时间=9h58m36s+(120°-104°05′) ×4m=11h02m6s5.已知东八区的区时为2000年1月13日8h,求西九区的区时？答：西九区区时=东八区区时-（8+9）小时=1月12日15时6.为什么要设立国际日期变更线？答：我们换算各地的地方时或区时，会产生时间丢失的情况，为此国际上人为设定一条国际日期变更线以求解决这个问题。
理论国际日期变更线是180°经线，实际国际日期变更线是一根折线。
从西十二区越过日界线到东十二区加一天，反之相反。
7.简述我国及世界时间服务状况？答：时间服务是指把测得的时间用各种手段播报出去的工作，也称为授时或播时。
在古代则采用鸣锣击鼓声音报时等简易的方式，近代的时间服务有无线播报时，电视系统授时。
时 间 与 历 法
地球概貌时间与历法以地球自转为基础的时间计量系统称为世界时系统。
日、月、年、世纪的时间计量属天文学中的历法范畴。
以地球自转运动为基础的时间单位称为日，以月球绕地球公转运动为基础的时间单位称为月，以地球绕太阳公转运动为基础的时间单位称为年。
天文学以恒星为标准量度地球自转的周期，叫做地球自转的恒星周期，也就是一个恒星日。
1恒星日=平太阳日的23小时56分4秒，是地球真正的自转周期。
以太阳为标准量度地球的自转周期叫做真太阳日。
由于地球公转的原因，真太阳日并不等于地球自转一周所需的时间（恒星日），而是比恒星日约长3分56秒。
又由于地球公转轨道是椭圆形的，在近日点的运动快于在远日点的运动，因此一年之内不同季节其运动并不是匀速，所以每个真太阳日的长短也不相等。
我们生活中使用的是平太阳日（所谓平太阳是天球上一个假想的点，它按真太阳一年中运动的平均速度均匀运动）。
地球公转的平均周期是恒星年，1恒星年=365日6时9分9.5秒。
而我们通常所说的回归年是指地球从这一次春分日到下次春分日的平均时间间隔。
1回归年=365日5时48分45.6秒，比1恒星年略短一些。
因为气候的变化以回归年为周期，所以天文学家把历年的平均长度安排得尽可能接近回归年的长度。
阳历把1年定为365日，所余的时间约每四年积累成一天，加在能被4除尽的公历年份的2月份里，如1992，1996年。
但不能被400除尽的百年数则不加。
加天的年叫闰年。
农历把一年定为354日或355日，所余的时间约每三年积累成一个月，加在某一年里。
时间与历法总论时间总论宇宙是由物质构成的，而物质与运动又是不可分的。
可以说，宇宙的两大要素——时间和空间，正是建立在物质和运动的基础之上。
相对空间而言，时间这个概念要抽象得多。
不过，无论任何时候，我们提到“时间”这一词，几乎没有人不明白它的含义。
人们研究“时间”这个概念，不过是为了解决两类问题：一、两个事件发生的时间间隔有多长？或某一具体事件经历了多长时间？二、某一事件是在什么具体时间发生的？严格地说，第一个问题属于“时间”的概念，而第二个问题则应属于“时刻”的概念。
历法与时间的换算
原理（二）
天体在本经度的时刻叫地方时（恒星时、
视时、平时），恒星时=春分点时角=上 中天恒星赤经；经度相差1°地方时相差 4分，经度差=地方时差（东早西迟）。 全球24时区，每个时区跨经度15°，相 邻时区东进一时西退一时，日界线把12 时区平分东西两半，向东退一日，向西 进一日。
历法与时间的换算
目的 原理 练习
2000-9-29
1
目的
在历法原理和中国旧历编排原则基
础上，进行有关历法问题的计算。 根据时间知识，进行地方时和标准 时的换算。
2000-9-29
2
原理（一）
阴历以朔望月为平均历月，阳历以
回归年为平均历年，分历年为历月， 阴阳历积12月为平年，13月为闰年 （闰月）。 中国旧历以日月合朔定每月初一， 以中气定月序，无中气之月为闰月， 两朔间隔以定大小月，12中气定闰 月及月序。
2000-9-29 7
7.已知一区的日期和区时,求其它时区的日期和区时 时区 东八区 中区 东十区 西十区 东十二区 西十二区 区时 20h20m 日期 星期一
8.已知121° 30′ E的地方平时为星期二10时05分.填下 表 时区 西十二区 东十二区 东十区 西十区 西五区 日期 区时
2000-9-29 4
练习
1.如果朔望月为30.75日、大月（
）日、小月 （ ）日,在全年12个历月中，有（ ）大月，有 （ ）小月. 2.如果回归年为356.2422日、平年（ ）日，闰 年（ ）日，在400年中，平年（ ）个，闰年（ ） 个，若全年分成12个月，大月（ ）日，小月（ ） 日。平年大月（ ）个，闰年大月（ ）个，小月 （ ）个. 3.如果朔望月为29.53日,回归年为360.266日.阴 阳历在连续10年中,应有( )个闰年
时间与历法概述
古代和现代的天文定时
3、以太阳系天体的运动为计量标准的历书时 （ET）
定义：
以地球公转为依据，即观测太阳位置反演 时间。是由力学定律确定的均匀时间。又称 牛顿时。
时间单位 ：
1回归年（1900年回归年长度） =365.2422 历书日
1历书秒=1／365.2422×24×60×60＝1／ 31556925.9747
（一年中η四次为零，四次为极大值）
日 期 4.16 6.15 9.1 12.24 2.12
5.15 7.26 11.3
η
0
00
0-
+3m48 -
+16m24
14m24s s
6m18s s
三、恒星时
定义：以春分点的周日视运动为依据建立的时间 系统。
时间单位：恒星日—春分点连续两次上中天的时 间间隔。
原子时自1972年1月1日0时正式启用。
靠全世界100多台原子钟维持，经国际时间局 统一进行数据处理，由各授时单位向全世界发布。
§2.3、世界时中的几种时间计量系统
一、真太阳时
定义：以太阳视圆面中心的周日视运动为 依据建立的时间系统。 时间单位：真太阳日—真太阳连续两次下中天的
时间间隔。 起始点：下中天 真太阳时以真太阳的时角度量：
S2S2
S3S3
R21=(x-x1) 2+(y-y1) 2+(z-z1) 2 R22=(x-x2) 2+(y-y2) 2+(z-z2) 2 R23=(x-x3) 2+(y-y3) 2+(z-z3) 2
信号传播时间 t = R/c
解方程得 x、y、z
时间和历法
由于春分点在天球上没有标志，故春分点的时角是通过测定 恒星的时角导出的。设有任意恒星M，其赤经为αM，在恒星 时为S的瞬间它的时角为tM，根据恒星时定义有： S=tγ= αM+tM 上式中αM可在星表中查到，tM可测。当恒星上中天时，tM=0 ，此时S= αM。所以，任何瞬间的恒星时，在数值上等于该瞬 间上中天的恒星的赤经。
第三章 时间和历法
3.1 关于时间的计量
1. 时间和时间的本质 时间和空间一样，都是物质存在的一种形式
时间既是无始无终的，又是连续不断的。
这种物质运动变化的序列和持续的性质，就是时间的本质。
时间不能完全脱离于空间，而必须和空间结合在一起。 物质的运动变化，永远在时间和空间中进行。
2. 时间的含义
恒星日比平太阳日短3m56s，所以它的长 度为23h56m4s平太阳时。在一个固定地 点连续注意同一恒星消失在远处高楼后面 的时候就能证明这件。每晚恒星消失的时 刻，对照我们的钟表发现，每天都比前一 晚早3m56s。恒星日和平太阳日一样，也 可以划分为24h，在“时”以下也分为“ 分”和“秒”。每一个恒星小时、恒星分 、恒星秒都比平太阳时相应的短一些。
4 真太阳时和平太阳时
太阳存在周日视运动和周年视运动。太阳周年视运动的轨迹就是黄道 。太阳约365.25天在黄道上运行一周。太阳周年运动的主要时刻如下： （1）三月二十一日：春分。太阳在春分点穿过赤道，由南半天球移到 北半天球。地球北半球开始了“天文春季”; （2）六月二十二号：夏至。这天太阳达到最大的北赤纬，即到达上点 Q点的位置，δ=23°26’。这天正午，太阳的日影最短。这天北半球 白天最长，夜晚最短； （3）九月二十三日：秋分。太阳在秋分点从北向南穿过赤道; （4）十二月二十二日：冬至。太阳达到最大的南赤纬，即大大下点 Q’， δ=-23°26’。这天北半球夜晚最长，白天最短。
(天文选修课)时间和历法
原子钟
9192631770
• 秒的新定义： 1967 年举行的第十三届国际 计量大会决定以铯原子的跃迁做为秒的新
定义，即铯原子同位素 Cs133基态超精细
能阶跃迁的 9,192,631,770 个周期所持续
的时间定为 1 秒，称作「原子秒」。
• 原子时（AT，Atomic Time）： 由原子钟按原子秒导出的时间。
本初子午线
国际日期变更线
夏令时
0
0
3
3
21
18
21
6
6
18
15 9
12
9
15
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（4） 新的世界时计量系统
历书时（ET ，Ephemeris Time ） 原子时（AT ，Atomic Time ） 协调世界时（UTC，Coordinated Universal Time）
20世纪，随着测时精度的提高， 人们发现地球自转并不是绝对均 匀的。一年中有快有慢，并有长 期减慢现象。
• June ：罗马婚姻女神 Juno
• July ： 儒略大帝 • August ： 奥古斯都 大帝 • September : 拉丁文 “7” • October : 拉丁文 “8”
• November : 拉丁文 “9”
• December : 拉丁文 “10”
现行公历的纪元，是从“耶稣降生”的那年算起的。
1582年格里高利改历
1582年格82年10月15日
间去掉10天。 以后“世纪年”只有被400整除的年份 才是闰年。 改变后的历法称 “格里高利历”
即现在通行的公历
• 格里高利历主要缺点：
• 1. 元旦无天文学意义;
• 2. 各月名称杂乱，日数不均等;
简明天文学教程(第三版) 天文电子教案 第3章
思考与练习题 1．何谓时间？ 2．如何测时？常用的计时系统有哪些？试说明。 3．已知某地毕宿五（α=4h35m）正在上中天，当日太 阳的赤经α⊙为21h51m44s，时差为-4m13s，求当时 该地的平时。（参考答案：18h57m29s） 4.在成都某地（λ=104°05′E=6h56m20sE）5月6日用 日晷测得视太阳时10h02m，求相应的地方平时及北京 时间(时差为3m24s)。（参考答案：9h58m36s； 11h02m16s） 5.已知东八区的区时为2000年1月13日8h，求西九区的 区时？（参考答案：12日15h）
恒星时：把恒星作为参考点，地球自转一周的时间称为 一个恒星日。 任何瞬间的恒星时，在数值上等于该瞬间 上中天的恒星的赤经。目前人为规定春分点的时角就是 恒星时 。
S=tr （春分点的时角）=aM （恒星赤经）+tM （恒星时角） 太阳时：以太阳在天穹上的位置来确定一日中的时间。 (它有视太阳时和平太阳时之分)，太阳时与太阳时角有 12h的差值：S⊙=t⊙± 12h
1个太阳日 1 个 恒星 日
区时和时区
国际日期变更线：180度经线。
四.时间计量和服务 1. 时间计量
测时；守时；播时
中国科学院国家授时中心（陕西天文台）
2. 时间服务
世界时服务；原子时服务
时间基准——地下钟房
通过GPS共视和卫星双向时间比对等手段与国际时间比对 中国科学院国家授时中心（陕西天文台）
§3.2 历法 一、历法及制定历法的基本原则
历法就是推算日、月、年的时间长度和它们之间的关 系或指安排年月日的法则称为历法。
时间和历法(黑白去背景)
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由于春分点在天球上没有标志，故春分点的时角是通过测定 恒星的时角导出的。设有任意恒星M，其赤经为αM，在恒星 时为S的瞬间它的时角为tM，根据恒星时定义有： S=tγ= αM+tM 上式中αM可在星表中查到，tM可测。当恒星上中天时，tM=0 ，此时S= αM。所以，任何瞬间的恒星时，在数值上等于该瞬 间上中天的恒星的赤经。
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3. 测量时间的原则 时间要用物质的运动来度量。选择不同的物质运动形式来表达 或计量时间的过程中，选择的物质需要： （1）具有固定的周期---周期性； （2）均匀等速运动---稳定性； （3）大多数人都能观测到---可测性。 地球公转运动、月球公转运动和地球自转运动都符合这三个原 则，分别用它们的运动周期来计量时间，便产生了“年”、“ 月 ”、“日”的基本单位。然而，同一种周期运动，选择不 同的量时天体（参考点），其周期时值也不同，于是便产生了 不同的时间计量系统。例如一句地球自转的恒星时、太阳时系 统，依据地球公转的历书时系统；依据原子振荡的原子时系统 等。
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当经度相差1 °时，地方时就差4m，经度值差15 °，地方时相 差一个小时。由于地球是自西向东自转的，所以东边的时间早 ，即绝对数值大；西边的时间晚，即绝对数值小。若已知甲、 乙两地的经度和甲地的地方时，乙地的地方时可以按照下面公 式求得： 乙地地方时=甲地地方时±甲乙两地相隔经度×4m 若乙地在甲地之东，为"+"；若乙地在甲地之西，为"-"。 例如：已知东经119°的地方时为6月6日8时，西经106°的 地方时则为： 6月6日8时-（119°+106°）×4m=6月5日17时
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操作步骤
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推算干支纪年
2
判断闰年与平年
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安排农历大小月
由于春分是农历二月的中气，而3月20日落在2月23 日至3月25日范围内，故2月23日至3月25日为农历 二月；又因期间共有30天，故农历二月为大月。其 他农历月序、大小月依此类推。
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五、实验练习
完成附录中所提供的配 套练习，并按规范格式 提交实验报告。
操作步骤
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推算干支纪年
2
判断闰年与平年
3
安排农历大小月
方表方“地法可法辛支12知”为：：，；“N2公地巳0＝0历支”12年02序。00尾1号故0－1数＝公年3是历2－相01260当，0010m于÷天1，辛1年干2求巳相序所得年当号得N。于＝的＝辛1余1，巳8数，即年＝查天。9干干，支为即
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农历的编制
• 农历月序：由当月含的中气决定，雨水所在的月份 为正月，春分所在的月份为二月，其余依次类推。
• 农历大小月：由相邻的两个朔日之间的日数决定， 29天为小月，30天为大月。
• 从天文年历中的“节气”和“月相”表中顺序摘出 12个中气和每个合朔的日期列表，当年的农历就可 以很容易的编制出来。
《地球概论》课程配套实验电子教案
实验五 时间和历法换算
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一、实验内容
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时间的推算：恒星时、太阳时和太阴时、地方时 及换算
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农历的编制：利用天文年历编制农历，算出日月 合朔、中气的日期等
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二、实验目的
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学会在天球仪上进行时间推算
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掌握农历编算的基本方法
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农历的编制
• 例：已知2001年2月23日、3月25日、4月23日、5月23日、6月21日、7月 21日、8月19日均为朔日；又已知春分在3月20日，谷雨在4月20日，小满 在5月21日，夏至在6月21日，大暑在7月23日；问公历2001年相当于什么 年？是闰年还是平年？农历大小月如何安排？
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农历的编制
• 例：已知2001年2月23日、3月25日、4月23日、5月23日、6月21日、7月 21日、8月19日均为朔日；又已知春分在3月20日，谷雨在4月20日，小满 在5月21日，夏至在6月21日，大暑在7月23日；问公历2001年相当于什么 年？是闰年还是平年？农历大小月如何安排？
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三、实验原理
时间的推算 农历的编制
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时间的推算
• 同一地点的任何时刻，恒星 时与视太阳时之间，有如下 的换算关系：恒星时＝视太 阳时＋太阳赤经－12h，视太 阳时＝恒星时－太阳赤经＋ 12h。
• 对于平太阳时，还必须通过 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ差校正。故有：恒星时＝ 平时＋时差＋太阳赤经－12h， 平时＝恒星时－太阳赤经＋ 12h－时差。
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四、实验操作
时间的推算 农历的编制
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时间的推算
• 例：求6月22日地方恒星时为7h50m时的视太阳时。
操作步骤
①将春分点置于午圈之下，在天赤道上找到7h50m的 赤经数。 ②按天球仪转动到该时刻经线与午圈重合。 ③找到这时太阳的赤经线（即6月22日太阳的赤经α ＝6h），它与午圈的夹角即为它的时角，然后再把 时角的度数加上12h，即得到此时视太阳时＝13h50m。
操作步骤
1
推算干支纪年
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判断闰年与平年
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安排农历大小月
5月23日至6月21日，中气夏至（6月21日）不在此 范围内，即该月不含中气，且该月的前一或两个月 内并非含有两个中气，故该月为闰月，闰月名称与 上一月相同，即闰四月。因此，2001年是闰年。
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农历的编制
• 例：已知2001年2月23日、3月25日、4月23日、5月23日、6月21日、7月 21日、8月19日均为朔日；又已知春分在3月20日，谷雨在4月20日，小满 在5月21日，夏至在6月21日，大暑在7月23日；问公历2001年相当于什么 年？是闰年还是平年？农历大小月如何安排？