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时间与历法
时差（η）的概念——在天文学上时差是指真太阳时与平太
阳时的时刻差。 时差的变幅
11月3日即η=：+1η6.=4m分⊙(真-m时快)
月12日η= -14.4分(真时慢)
产生时差的原因：
① 真太阳日长有季节变化：视日-平日
2
+-2291秒秒（时段差）
② 逐日的时段差的累积导致真 时与平时产生较大的时刻差： η
出现最短和最长的时间其实并非与二分二至完全吻合（最
长冬至后12月23日，最短秋分前9月17日）。
用日晷测定真太阳时：
• 用泡沫塑料制作日晷面，将圆分为
24等分，表面时刻顺时针标记，
底面时刻逆时针标记。
φ
• 在日晷面中心垂直插入圆木棒，使
之成φ角固定于底板上。
• 使用时将晷针指向天北极，晷针日 影所指的时刻则为地方真太阳时。
（2） 量时原则 时间计量：时间是通过物质的运动形式来计量表达的 。 量时原则 ：被时间计量所考察的物质运动必须具有——连续
的周期性、足够的稳定性、可测的复现性。
例如：地球自转、公转运动；机械摆；石英晶体振荡；原子谐波振荡 等。
P
2、恒星时（Sidereal Time）（28-29）
Z
Q′
★ tr
中星仪：只在天子午线上摆动，只 有纬度的变化，没有经度的变化。
Z
3、真太阳时（又称视时m⊙）
（1）真太阳——太阳的视圆面中心。
P
⊙
Q′
t⊙
（2）真太阳时的单位： 真太阳日——真太阳连续两次上中天的
Qγ
时间间隔
P′
真太阳时： 1个真太阳日= 24h m⊙ 1h m⊙ = 60m m⊙ ； 1m m⊙= 60sm⊙
时间与历法
时间与历法§1 时间一、时间和时间计量1．时间和时间的本质时间与空间一样，都是物质存在的一种形式，宇宙万物都在时间的长河中发生、发展与变化着。
斗转星移，日月盈亏，寒来暑往，潮涨潮落……总是一件事接着一件事，一个过程跟着另一个过程，绵延不断，反映出时间是无始无终的，时间又是连续的。
这种物质运动变化的序列和持续的性质，就是时间的本质。
2．时间的含义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，就像时间尺度上的刻度与标记--用以确定事件发生的先后，如：年号、月份、日期、时、分、秒等；而时段是指任意两时刻之间的间隔--用以衡量事件经历的长短，如：年数、月数、日数、时数、分数、秒数等。
3. 量时的原则时间是通过物质的运动形式来计量表达的。
但在选择不同的物质运动形式来表达或计量时间的过程中，必须遵从的三个原则是：被时间计量所考察的物质运动必须具有--周期性、稳定性和可测性。
地球公转运动、月球公转运动和地球自转运动都符合量时原则的"三性"，分别以它们运动周期来计量时间，便产生了"年"、"月"、"日"的基本单位。
二、时间计量系统1．恒星时如果把遥远的恒星看作是不动的，并把它作为参考点，地球自转一周，即自转360 °所需的时间为1恒星日。
在恒星日里，再以恒星的时角（见第二章"天球坐标•第一赤道坐标"）来推算时刻，这样的时间称恒星时。
但以哪一颗恒星作参考点呢？天文界是选择春分点，即把春分点当作一颗恒星，或假设有一恒星位于春分点，于是，用春分点作为量时天体所计量的时间叫恒星时。
目前天文界已人为规定春分点的时角就是恒星时，以春分点上中天作零时起算，即：恒星时等于春分点的时角。
有：S=tr由于春分点在天球上无标志，春分点的时角是通过测定恒星的时角（）导出。
设有任意恒星M，其赤经为, 在恒星时为S的瞬间它的时角为根据恒星时的定义得：上式中可在天文年历查得，可实测；当恒星M上中天时, =0h，则有：S= ,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。
时间和历法
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 各地都以视太阳时角来确定，并把正午定为12h，不同经度时间 不一样的时间系统，称为地方视时。同理，除地方视时外，还有 地方平时和地方恒星时。
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。
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。
时间和历法
时间和历法时间有两层含意：一是给出某一瞬间在时间流程中的位置，二是给出两个瞬间之间的时间长度，又称时间间隔。
由于后者涉及人类在地球环境中的生活和社会活动，因此比较复杂。
当然，两者并不能完全割裂开来，而有着密切联系。
为了生活和生产的需要，人们早就开始制订各种历法，并不断地加以完善。
制定历法的基础就是时间，主要是如何恰当地选择一些时间间隔，如年、月、日等，使其既能反映基本自然规律，又能满足人类生活和工作的需要。
量度时间的基本单位地球绕轴旋转，自转轴过南、北两极。
地球自转是造成昼夜交替的原因，自转一周就是1日。
同时，地球又绕太阳公转。
地球自转轴与公转轨道平面交角为66.5°，地球公转和自转轴的倾斜是造成四季变化的原因，公转一周就是1年。
因此，地球的运动规律构成了时间单位的自然基础。
任何运动都是相对的，转动周期的确定需要有一个参考系。
以太阳为参考系所确定的地球自转周期称为太阳日，以恒星为参考系所确定的地球自转周期称为恒星日。
由于地球一面自转，一面又绕太阳公转，因此，太阳日比恒星日长约3分56秒。
此外，地球绕太阳的公转周期称为回归年，1回归年＝365.2422太阳日＝ 366.2422恒星日，即在1年时间内，太阳日数比恒星日数多1日，这多出来的1日就是因地球公转引起的。
仅规定年和日，对日常生活和工作仍是不够的，于是人们又引入了“月”的概念，这就是月球绕地球公转的周期。
同样，这里也有参考系问题。
以太阳为参考系所确定的月球绕地球的公转周期称为朔望月，1朔望月＝29.5603日，它是月球圆缺变化（月相）的周期；以恒星为参考系所确定的月球公转周期称为恒星月，1 恒星月＝27.3216日。
以地球和月球的运动规律定义的年和月都不是日的整倍数，不能简单用于日常生活和社会活动。
此外，四季变化规律取决于回归年的长度，月相变化规律取决于朔望月的长度，它们也都不是日的整数倍。
如何做到既不违反自然规律，又能很方便地用于生活和工作，是编制一部好的历法的关键。
第七讲 历法和时间
四、 地球上的日期 五、 从世界时到协调世界时
� 世界时（UT）：以地球自转为基础，未 摆脱地球自转不均匀对时间的影响；
改革后的世界时分为三种：直接根据地球自转的世 界时称为UTO，UTO经过极移订正后成为UT1，UT1再经过 地球自转的季节变化订正便成为UT2。
� 历书时（ET）：以地球公转为基准，以 历书秒为单位，但精度不高。 � 原子时（atomic time， AT）是由原子钟 导出的时间，它以物质内部的原子运动为 基准，是空前精密的时间系统。
第七讲
历法和时间
第一节 历法 一、 历法概说
� 计量时间单位 � 回归年：季节变化的周期（365.242 2 日）； � 朔望月：月相盈亏的周期（29.530 6日）； � 太阳日：昼夜交替的周期。 � 观象授时 � 观察自然现象推定农事季节 � 可分为：地象授时、天象授时、斗柄授时、 中星授时、晷影授时。
A无中气月份为闰月；（夏季地球运行与远日 点，两中气平均间隔31.45日，容易出现无中 气月；近日点两中气间隔29.43日，不易出现 无中气月，如无中气，则上月必有两个中气） B根据历月包含的中气，决定该历月的月序。 C一个月出现两个中气，则顺延至其后无中气月 止。 思考题：如果考虑近日点移动，会不会出现一 年两个春节的状况？？
�独特的纪时制度——干支纪法。 “三伏”：夏至后第三个庚日为初伏，立 秋后第一个庚日为末伏。 “梅季”：芒种后逢丙日入梅，小暑后逢 未日出梅。
六、 阳历
� 编历原则
� 平均历年＝回归年，平年365日，舍去尾数 0.242 2日，积4年后满1日⇒置闰年366日； � 平均历月＝回归年/12，平均历月为30.436 8 日，一年有5个大月7个小月，大月为31 日，小月为30日。
时间与历法
时间与历法第二节历法一、概说观象授时－－－观察自然现象推定农事季节;分为：地象授时、天象授时。
地象授时———观察地面现象推定农事季节。
天象授时———观察天空现象推定农事季节。
它的方法有：斗柄授时、中星授时、晷影授时。
二、历法及其分类1、历法：即安排年月日的法则。
年按照回归年；月根据朔望月。
历月有大月小月之分；历年有平年闰年之别。
2、历法分类历法分类分为以下三类：阴历，侧重协调朔望月和历月的关系；阳历，侧重协调回归年和历年的关系；阴阳历，侧重阴历兼顾阳历。
三、阴历1、编历原则：平均历月＝朔望月；平均历年＝朔望月×12。
2、回历（伊斯兰历）－－朔望月长度＝29.5306日。
－－其中的29.5日为平均历月（大月30，小月29，大小相间）－－按尾数0.0306日，定出30年11闰。
（0.0306日×12×30＝11.016日）－－平年354日，闰年355日。
四、阴阳历1、编历原则：平均历月＝朔望月（与阴历同）；平均历年＝12.3683朔望月＝回归年；通过闰月协调历年和回归年；19年7闰。
；（19回归年×365.2422＝6939.6018日）（235朔望月×29.53056=6939.6910日）2、中国旧历的特点：强调逐年逐月推算；以月相定日序：以合朔为初一；以两朔间隔日数定大小月。
以中气定月序：据所含中气定月序；无中气为闰月。
二十四气与阴阳历并行使用。
阴阳历用于日常记事；二十四气安排农事进程。
3、干支纪法：我国古代以天为主，地为从，天与干相连就是天干，地支相连就是地支。
五、阳历1、编历原则：平均历年＝回归年；平均历月＝回归年/122、公历（1）、儒略历（前46年）：回归年长度＝365.2422日；首数365日定为平年长度（闰年为366日）；按尾数0.2422日定出4年1闰；平均历年为365.2500日（比回归年多0.0078日）。
公元325年，尼西亚会议定3月21日为春分。
时间与历法概述
平太阳时、恒星时——与地球自转同步 但都不是均匀的时间系统
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
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
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。
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。
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。
时间和历法(黑白去背景)
School of Earth and Space Sciences
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。
School of Earth and Space Sciences
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。
School of Earth and Space Sciences
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
(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
12
（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;
时间和历法(下)
January February March April May June July August September October November December
• January : 罗马神话门神 Janus • February : 拉丁文“洁净”，以度新年 拉丁文“洁净” • March : 罗马战神 Mars • April ：拉丁文“开启” 拉丁文“开启” • May ：罗马女神“春与滋长” 罗马女神“春与滋长” • June ：罗马婚姻女神 Juno
谢 谢！
历法需要规定的： 历法需要规定的：
• 纪元：历法开始起算的年代。 纪元：历法开始起算的年代。 • 岁首：一年的开端。 岁首：一年的开端。 • 一部历法还要规定每年所含的日数，如何 一部历法还要规定每年所含的日数， 划分月份，每月有多少天。 划分月份，每月有多少天。
• 历法就其基本原理来讲，只有三种： 历法就其基本原理来讲，只有三种：
• 春雨惊春清谷天， 春雨惊春清谷天， 夏满芒夏暑相连， 夏满芒夏暑相连， 秋处露秋寒霜降， 秋处露秋寒霜降， 冬雪雪冬小大寒。 冬雪雪冬小大寒。 • 上半年逢六廿一， 上半年逢六廿一， 下半年逢八廿三。 下半年逢八廿三。 每月两节日期定， 每月两节日期定， 最多不差一两天。 最多不差一两天。
闰月的安排
太阴历（阴历） 太阴历（阴历） 太阳历（阳历） 太阳历（阳历） 阴阳历
（2）太阴历
太阴历又叫阴历， 太阴历又叫阴历，是以月亮的圆缺变化为 基本周期而制定的历法。 基本周期而制定的历法。 世界上现存阴历的典型代表是伊斯兰教的 阴历。 阴历。
• 伊斯兰教阴历安排： 伊斯兰教阴历安排： • 1年为 个月，单数月为“大建”，30天； 年为12个月 单数月为“大建” 年为 个月， 天 双数月为“小建” 双数月为“小建”，29天 。 天 • 平年354天，闰年355天 。 天 闰年 平年 天 • 逢闰之年，将12月改大月为 天 ，30年11 逢闰之年， 月改大月为30天 月改大月为 年 闰。 • 以儒略历公元 以儒略历公元622年为纪元，7月16日 为元 年为纪元， 月 日 年为纪元 旦。
第二章+时间和历法
太阴历 太阳历 阴阳历 二十四节气，干支纪时、三伏和属相
时间
时间的本质：物质运动变化的序列和 持续的性质。 时间的含义：
时刻: 指无限流逝时间中的某一瞬间，如：
年号、月份、日期、时、分、秒等 时段: 指任意两时刻之间的间隔，如：年数、 月数、日数、时数、分数、秒数等。
量时的原则
被时间计量所考察的物质运动必须具有:周 期性、稳定性和可测性。
时间计量系统
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图1-19（上） 天体第二赤道坐标系：赤纬和赤经
图1-24 第一赤道坐标 系 和第二赤道坐标系 基圈相同（天赤 道）因而有相关的纬度 （赤纬）但始圈不同， 因而时角不同于赤经； 二者的具体差异 于当时的恒星时有关； 恒星时即春分点 的时角，或上点的赤经。 天体赤经＋天体当时时 角＝当时恒星时
★恒星时：用春分点作为量时天体所计 量的时间。 一般用于天文观测。
恒星日：如果把遥远的恒星看作是不动的， 并把它作为参考点，地球自转一周，即自转 360 °所需的时间。或春分点连续两次上中天 的时间间隔。
★第一赤道坐标系(也称时角坐标系) 用途：用于时间度量； 基本要点：
• 基圈：天赤道；原点：上点Q； • 始圈：午圈；纬度：赤纬； • 经度：时角（经圈改称时圈）自上点 沿天赤道向西度量（为使天体的时角 “与时俱增 ”）。
从0 到24
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图1-17（下） 天体第一赤道坐标系：赤纬和时角
★第二赤道坐标系 用途：表示天体在天球上的位置； 基本要点：
• 基圈：天赤道；原点：春分点； • 始圈：春分圈；纬度：赤纬； • 经度：赤经，自天赤道向东度量（为 使春分点沿天赤道向东度量，即当时 的“恒星时”）。
第八章 时间与历法
一. 时间的含义 1. 物理时间
（1）物理时间的含义：从遥远的过去到无限的未来，永恒均匀地流逝。 牛顿力学的时间 爱因斯坦广义相对论的时间 物理时间是绝对的，抽象的时间。时间在物理学中是一个坐标轴，这个轴的每一个 位置，是一个时刻，每两个位置之间是一个时段。 （2） 物理时间的计量 原子内部电子振荡频率是十分精确和稳定的。1967年，第十三届国际计量大会把铯 原子振荡9 192 631 770次所用时间长度定为1秒，称作原子秒。它是现代国际单位制 中时间的基本单位长度。时段的长度由秒来累计。 2. 天文时间
3. 国际日期变更线 （1）西行运动者的太阳日（也包括恒星日）长度变化 因为天球周日运动方为自东向西，视太阳从东面上测者子午圈中天，在地球上做向西航
行，行者子午圈不停地西移，视太阳中天距离加长，中天时刻推迟，不停地西航，视太阳
中天逐日推迟，这样，西行的人的一日长度（视太阳两次上行者中天）就会增长。西行者 一日长度增长的多少，与西行的速度有关，无论速度快慢，西行一周，回到出发地，各天 增长的时间加起来刚好为一太阳日。这样，行者在西行过程中，把一太阳日的时间融化在 西行所用日期各天中，，相对于静止的出发地少了一日。
能被4整除，才为闰年，世纪年能被400整除的（如1600、2000年等）才是闰年，不能
被400整除的世纪年（如1700、1800、1900年等）仍是平年。 格里高利历改的历年，平均长度为365.2425日(（365日5时49分12秒），比回归年 长26秒。它在20世纪20年代后在大多数国家内使用，称作公历。 3. 中国阴阳合历-农历 阴阳历是兼顾月亮绕地球的运动周期和地球绕太阳的运动周期而制定的历法。阴阳历历 月的平均长度接近朔望月，历年的平均长度接近回归年，是一种“阴月阳年”式的历法。
（1）物理时间的含义：从遥远的过去到无限的未来，永恒均匀地流逝。 牛顿力学的时间 爱因斯坦广义相对论的时间 物理时间是绝对的，抽象的时间。时间在物理学中是一个坐标轴，这个轴的每一个 位置，是一个时刻，每两个位置之间是一个时段。 （2） 物理时间的计量 原子内部电子振荡频率是十分精确和稳定的。1967年，第十三届国际计量大会把铯 原子振荡9 192 631 770次所用时间长度定为1秒，称作原子秒。它是现代国际单位制 中时间的基本单位长度。时段的长度由秒来累计。 2. 天文时间
3. 国际日期变更线 （1）西行运动者的太阳日（也包括恒星日）长度变化 因为天球周日运动方为自东向西，视太阳从东面上测者子午圈中天，在地球上做向西航
行，行者子午圈不停地西移，视太阳中天距离加长，中天时刻推迟，不停地西航，视太阳
中天逐日推迟，这样，西行的人的一日长度（视太阳两次上行者中天）就会增长。西行者 一日长度增长的多少，与西行的速度有关，无论速度快慢，西行一周，回到出发地，各天 增长的时间加起来刚好为一太阳日。这样，行者在西行过程中，把一太阳日的时间融化在 西行所用日期各天中，，相对于静止的出发地少了一日。
能被4整除，才为闰年，世纪年能被400整除的（如1600、2000年等）才是闰年，不能
被400整除的世纪年（如1700、1800、1900年等）仍是平年。 格里高利历改的历年，平均长度为365.2425日(（365日5时49分12秒），比回归年 长26秒。它在20世纪20年代后在大多数国家内使用，称作公历。 3. 中国阴阳合历-农历 阴阳历是兼顾月亮绕地球的运动周期和地球绕太阳的运动周期而制定的历法。阴阳历历 月的平均长度接近朔望月，历年的平均长度接近回归年，是一种“阴月阳年”式的历法。
时间历法
2.改历方案：
为了使历法更简明，使用更方便，许多人对现行公历提出了 改革的呼吁。自1910年起国际上就开展关于改历问题的讨论， 国际组织收到了200多个改历方案，其中引人注意的有“十二 月世界历”和“十三月世界历”。
“十二月世界历”主要内容
把每年分为4季，每季3个月，其中1个大月，31天；2个 小月，30天。 每季为91日，1年为364日，还有1—2日就 作为国际新年假日（平年在12月末加1日，不算入月份内，闰 年在6月末再加1日，也不计入月份内）。由于每星期为7日， 每季91天正好是星期的倍数，所以，元旦和每季的季首都可 以安排为星期日，星期和日期的对应关系也可以按季循环。
编历原则
三.主要历法的优缺点及历法的改革
1.主要历法特点及评价
阳历（现行公历，由儒略历到奥古斯都历再到格里历的演变）
优点: ①历年与回归年同步，故月序与 季节匹配较好；②它的置闰为400年97闰 或每4年一闰，世纪年份除尽400年是闰 年。
缺点：①历月人为安排，天数有28、 29、30、31天4种，大小月排列不规律； ②四季长度不一有90、91和92天3种， 上下半年也不相等；③岁首（元旦）没有
时间与历法
§3.1 时 间 一.时间和时间计量
1.物质运动变化的序列和持续的性质，就是时间 的本质。 2.时间有时刻和时段两重含义. 3. 时间是通过物质的运动形式来计量表达的。但 在选择不同的物质运动形式来表达或计量时间的 过程中，必须遵从的三个原则是：被时间计量所 考察的物质运动必须具有——周期性、稳定性和 可测性。
• 例子：中国夏历就是一种阴阳历。
我国夏历与一般的阴阳历除有共同特点 外，还有它独特的地方，表现在①强调 逐年逐月推算，以月相定（以合朔为初 一，以两朔间隔日数定大、小月）；以 中气定月序（据所含中气定月序，无中 气为闰月）。②二十四气与阴阳历并行 使用，阴阳历用于日常记事；二十四气 安排农事进程。③干支记法，60年循 环。
天文学时间和历法
第五十页，共66页
第五十一页，共66页
本初子午线
第五十二页，共66页
第五十三页，共66页
（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）
第五十四页，共66页
天文钟（误差千分之几秒）
4. 石英钟（1929，300年差1秒） 5. 原子钟（1949，铯钟500万年差1秒）
第二十二页，共66页
时间服务包括：
测时 守时 授时
第二十三页，共66页
测时
第二十四页，共66页
守时
第二十五页，共66页
授时
电台
用户
地球
第二十六页，共66页
（3） 时间的种类和时间计量系统
第二十七页，共66页
第二十八页，共66页
• 恒星日
• 真太阳日 • 平太阳日
第二十九页，共66页
子午线
第三十页，共66页
恒星日：同一恒星连续两次通过某 地天文子午面 的时间间隔。
第三十一页，共66页
第三十二页，共66页
真太阳日：太阳圆面中心连续两 次通过某地天文子午面的时间间 隔。
第三十三页，共66页
第五十六页，共66页
• 历书时的特点： 1.时间均匀； 2.不易获得，精度低。
第五十七页，共66页
原子钟
第五十八页，共66页
铯原子钟原理
第五十九页，共66页
9192631770
第六十页，共66页
•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」。
第五十一页，共66页
本初子午线
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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）
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天文钟（误差千分之几秒）
4. 石英钟（1929，300年差1秒） 5. 原子钟（1949，铯钟500万年差1秒）
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时间服务包括：
测时 守时 授时
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测时
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守时
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授时
电台
用户
地球
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（3） 时间的种类和时间计量系统
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• 恒星日
• 真太阳日 • 平太阳日
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子午线
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恒星日：同一恒星连续两次通过某 地天文子午面 的时间间隔。
第三十一页，共66页
第三十二页，共66页
真太阳日：太阳圆面中心连续两 次通过某地天文子午面的时间间 隔。
第三十三页，共66页
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• 历书时的特点： 1.时间均匀； 2.不易获得，精度低。
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原子钟
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铯原子钟原理
第五十九页，共66页
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•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」。
时间历法
1个太阳日
区 时 和 时 区 示 意
国际日期变更线
§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。 二、 历法的种类 1．太阳历——以公历为例 2 . 太阴历——以回历为例 3．阴阳历——以中国夏历为例
阴历以朔望月考虑为主；阳历 以回归年考虑为主；阴阳历是 既考虑朔望月又考虑回归年。 具体安排时，就要考虑置闰问 题。
“十三月世界历”主要内容 把每年分13个月，每月4个星期，28日，计全年52个星 期，364日，还有1～2日的新年假日。平年加1个假日，闰 年加2个假日，都置于年末，不计入月份内，也不计入星期中。 这两个方案都是年年相同， 永久不变，但它的缺点是存 在着不计日序的日期，这样 对记录社会活动和历史事件 将带来很大麻烦。
二、时间计量系统
恒星时：把恒星作为参考点，地球自转一周的时间 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。目前天文界已人为规定春分点的 时角就是恒星时 。 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。
恒星时只包含地球自转的因素， 是地球自转的真正周期；而太 阳时既包括地球自转的因素， 又包含地球公转的因素。
视时-平时=时差 平时=视时-时差=(恒星时-太阳赤经+12h)-时差 2. 区时与时区以及日界线确定 为了时间使用的方便，国际上规定，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. 法定时（如：北京时间）和标准时（如： 世界时）：某些国家和地区规定把某一时 区的区时或某一经线的地方时作为全国、 全地区统一使用的标准时，为法定时。中 国以120°东经的地方平太阳时或东8区的 区时作为法定时即：北京时间。规定以0° 经线的平太阳时或0时区的区时为世界时。
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