第七讲 历法和时间

八、历法改革
“世界历”： 它分一年为四季，每季91 日 。每季的 第一个月是大月（31日），其余两月是小月 （30日）。每季都含完整的 13个星期，每次 新年和每一个季度都从星期日始，岁岁不变。 四季总日数是364日，剩余的1日不编入任何 月份和星期，放在岁末作为年终假日；如逢 闰年，则将第二个号外日安插在六月末，是 谓闰年假日。
� 时差的周年变化：有正有负，可大可小
� 是视太阳日长度的周年变化的结果（原因）； � 用视午和平午的比较来说明 （方法）；
� 视太阳在平太阳之西，视时 >平时，时差>0 视 太阳在平太阳之东，视时 <平时，时差<0 （规律）； � 极值是差值的累计 （结果）。 极大值＋16.4分；极小值－14.4分
� 凡遇世纪年，闰年必须被 400整除； � 当今格里历（新历）与儒略历旧历的差值 增为13日，故十月革命由旧历 10月25日改 为11月7日； � 平均历年精度 ⇒362.242 5日，与回归年差 0.000 3日，是一种较为完美的历法 ； � 公历的缺陷：
• 岁首缺乏天文意义； • 历月长短不齐； • 大小月参差。
图4-14 世界时区图
• 我国目前是单一的法定时区，全国使 用唯一的法定时，即 “北京时间 ” ； • 北京时间，并非北京的地方平时，而 是120º E的地方平时； • 夏令时：夏季来临时，时针拨快 1 小 时，秋季来临时，时针拨回 1小时。
� 国际日期变更线（日界线）和日期进退 � 在环球航行和时间推算中发生日期混乱； � 日界线西侧的东 12 区是全球的 “最东” （最早）时区，线东侧的西 12区是全球的 “最西”（最迟）时区； � 日界线的东西二侧，钟点相同，日期相差 1 日，西侧（东 12区）比东侧（西 12区） 超前1日。
� 每一历日，都有大致不变的太阳黄经和 确切的季节意义，体现了太阳的周年运 动和季节轮回
七、 公历：从儒略历到格里历 � 儒略历（公元前 46年） � 仿古埃及历法
� 一年365日； � 回归年长度＝365.242 2日； � 首数365日定为平年长度（闰年为 366 日）； � 按尾数0.242 2日定出4年1闰；平均历年为 365.250 0日（比回归年多0.007 8日）。 为匀称方便起见，一年 6个大月6个小月，逢 单为大，逢双为小。超出1日从二月扣去，为29日 的特殊小月，闰年为30日。
�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。
�特点： 既要维持一月中的晦朔弦望，又 要照顾一年中的春夏秋冬，同时兼顾 阴阳两历，故名阴阳历。通过闰月的 安排，阴阳历的历月同季节的关系的 变化，一般不会超过1个月，阴历那种 冬夏倒置的现象得以避免。
五、 中国旧历（夏历或农历）
� 具有阴阳历的共同特点：力求平均历月 等于朔望月，平均历年等于回归年 � 与众不同的特点： � 二十四气与阴阳历并行使用 ；二十四 气安排农事进程；中国旧历实际上是 阴阳历与阳历的合历； � 日月序编排 ——强调逐年逐月推算：
四、 阴阳历
� 阴历成分：历月体现月相循环以朔望安 排大小月 � 阳历成分：以回归年相当的朔望月数安 排平年闰年 ⇒平均历年接近回归年 � 编历原则
� 平均历月＝朔望月（与阴历同） ； � 平均历年＝12.368 3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×365.242 2＝6 939.601 8日） （235朔望月×29.530 56=6 939.691 0日）
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。
� 区时⎯⎯理论标准时： • 按经度分全球为 24 个时区，每区跨经 度15º ，每一时区的东西界线距各自中 央经线为 7.5º ； • 以标准经度的地方平时为全区统一的 标准时； • 区时之差，等于时区数之差。
� 法定时 ⎯⎯区时的变通： • 西方许多国家采用其东邻时区的标准 时（比理论时区快 1小时）； • 亚洲南部某些国家根据本国所跨的经 度范围，采用半时区的标准时； • 澳大利亚西部和东部分别采用东 8和东 10区标准时，中部却采用＋ 9.5区的标 准时； • 尼泊尔任意 “确定”标准时。
二、钟表时刻与量时天体
� “量时”天体：春分点和太阳 � 春分点时角表示恒星时：因为春分点时 角周日变化均匀；春分点时角在任何时 候都等于上中天恒星的赤经，为恒星时 的测定提供方便 ； � 太阳时角用来度量太阳时：因为太阳周 日运动是昼夜交替的直接原因。
� 两种时间系统在时刻与天体时角关系上的 不同 � 恒星时同春分点时角一致（时角即时 刻），太阳时刻与太阳时角有 12时的差 值： 恒星时＝春分点的时角 太阳时＝太阳时角＋12时 � 春分点是天球上的定点，其赤经为 0时， 太阳在天球上有周年运动，方向向东赤 经逐日递增。
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？？
第二 节 时间 一、时间和时间单位
� 时间 � 时刻，指时间的迟早； � 时段，指时间的长短； � 物理时刻，时刻的迟早程度； � 钟表时刻，物理时刻的表达形式。 � 时间单位 ⎯⎯ 秒 � 平太阳秒（平太阳日长度的1/86 400）； � 历书秒（回归年长度的1 /31556925.9747） � 原子秒（铯原子跃迁振荡9 192 631 770次所 需的时间）。
� 奥古斯都历 � 改正了被搞错的置闰制度 ⇒自公元4年 起，4年1闰； � 8月按照创历者的名字 定名为奥古斯都 月（大月） ； � 9月以后逢单为小月，逢双为大月 ； � 6月大月改为7月大月； � 8月大月造成了 1个额外超出日 ⇒从二月 中扣去 ⇒二月平年为 28日，闰年为 29日。
� 格里历：罗马教皇修改的儒略 历 � 自公元 325年到1582年，儒略历误差积 累近10日，春分从 3月21日提前到 3月11 日； � 格里历把 1582年10月5日改为15日，在 历史上留下 10日空白，使第二年春分又 回到3月21日； � 格里历为消除新的误差，使春分固定在 3月21日，改 4年1闰为400年97闰，平均 历年365.242 5日；
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。
�向东过日界线，退 1日；向西过日界 线，进1日； �日界线的偏离（为避开陆地和岛 屿）。 日期进退的界线，就叫日界线或 国际日期变更线。日界线有三处偏离 180°经线：在俄罗斯西伯利亚的东端 向东偏离；在美国阿留申群岛以西向 西偏离；在5°S－51°30°S之间向东偏 离，使斐济群岛和汤加群岛等全部属 于东12区。
� 两种速度：
• 视时是非均匀流逝的时间，但可以实测； • 平时是均匀流逝的时间，但只能根据恒星时 或视时进行推算。
� 时差⎯⎯视时与平时之差 � 同一周期：都是恒星年， “殊途同归 ”。 于是： � 视太阳和平太阳存在赤经差或时角差， 也即视时与平时的时刻差，叫做时差。 时差＝视时－平时
图4-9 时差的定义
� 恒星时、视时和平时的联系
� 视时＝恒星时－太阳赤经＋12时； � 恒星时＝视时＋太阳赤经－12时； � 视时＝平时＋时差； � 平时＝视时－时差； � 平时＝（恒星时－太阳赤经＋12时）－时 差； � 恒星时＝（平时＋时差）＋太阳赤经－12时。
三、 钟表时刻与地方经度
� 地方时 � 按本地经度测定的时刻 ； � 任何二地的时刻差，等于其经度差 ； � 较东地点时刻较快； � 格林尼治时间。 � 标准时（属平太阳时范畴） � 划分标准时区，确立标准钟点 ； � 设置日界线，避免日期混乱 。
� 因此有换算关系：
• 恒星时=太阳时+太阳赤经－12时 • 太阳时=恒星时－太阳赤经+12时
图4-8 恒星时与视 太阳时的换算关系
� 真太阳时、平太阳时 � 两个太阳，两条路线：
• 真太阳（视太阳）：沿黄道运行，非均匀； • 平太阳：沿天赤道运行，均匀； • 太阳时有真太阳时（视时）和平太阳时（平 时）。
� 协调世界时（ UTC）
� 采用原子时的均匀秒长 ； � 时刻上尽可能接近世界时； � 闰秒（跳秒）：协调世界时的秒长严格等于 原子秒；协调世界时与世界时的差值，始终 保持在±0.9秒内。超出这个限度，在协调世 界时中插入一个跳秒，既对原子时的差值跳 过1秒。 协调世界时的时刻始终接近世界时。
� 历法及其分类
� 历法，即安排年月日的法则； � 同时考虑：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； � 太阴历：侧重协调朔望月和历月的关系； � 太阳历：侧重协调回归年和历年的关系； � 阴阳历：侧重阴历兼顾阳历。 原则上：历月应力求等于朔望月，历年应 力求等于回归年。
二、 阴历
� 编历原则 � 平均历月＝朔望月； � 平均历年＝朔望月×12 。 � 优点：每一日代表一定的月相 � 缺点：12个朔望月是 354.367 2日，比回归 年短 10.875 0 日。由于这一差值，阴历的 月序没有季节意义 , 不能满足农业生产的 需要
三、回历（伊斯兰历）
� 平均历月为29.5日（逢单大月30日，逢双小月29 日，大小相间）； � 按尾数0.030 6日，定出30年11闰，逢闰年（2、5、 7、10、13、16、18、21、24、26、29）12月改 为大月；（0.030 6日×12×30＝11.016日）平年 354日，闰年355日，比回归年短10.875 6日； � 以月光初见定初一； � 起始时间：公元622年7月16日； � 另设太阳年: 平年365日，闰年366 日，128年31 闰，十分接近回归年。
�以月相定日序：以合朔为初一；以 两朔间隔日数定大小月；
图4-7 我国传统历法根据先后二次 合朔间隔的日数，定大月或小月
思考题：最多可能出现几 个连续的大月与小月？ （塑望月变化： 29天7小时4 分～29天19小时54分。原因： 月球椭圆轨道和地球椭圆轨 道）
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� 以中气定月序：据所含中气定月序，无 中气为闰月（ 19年7闰）；