知识拓展：一年到底有多长

一年到底有多长

一年的长度应该是 365.2422 日，略短于地球的公转周期 365.2564 日。为甚么会有这个差别呢？这又要从四季的变迁谈起。

图一地球自转轴倾斜，造成四季的变迁。

大家都知道，地球的自转轴并非垂直于它绕太阳公转的轨道平面（图一），而是倾斜了 23.5o，因此北半球在夏天时倾向于

太阳，受阳光较多，天气较热，相反在冬天的时候就较冷了，这便是四季的由来。中国人早已意识到预测季节的变迁对农业的重

要性，所以在历法中定义了二十四个节气，为播种及收成的时间提供参考。其中四个节气，春分、夏至、秋分及冬至分别象征着春夏秋冬四季的来临。在今天，这四个「节气」已经不单成为日历上几个特别的日子，它们来临的时分更是可以被非常准确地定义和

测定的，比如在春分或秋分的一刻，地球赤道平面与公转轨道平面相交的直线正向着

太阳（图二），南北半球受日照的时间均等。

图二在春分或秋分时，地球赤道平面和公转轨道平面的交线向着太阳，南、北半球接受到相同量度的阳光，你可能会问：四季的周期不就是地球的公转周期吗？其实两者还有一点细微的分别。如果你有玩过陀螺的话，可能会注意到当陀螺的转动速度减慢时，它的自转轴会作缓慢的摆动，在空间中画出圆形的轨迹（图三）。原来地球并非一个完美的球体，太阳与月球的引力拉着地球凸起的部份，也会使它的自转轴像陀

螺般摆动，但这种称为「岁差」运动十分缓慢，每隔约二万六千年，地球的自转轴才会摆动一周。我们刚才对于四季的讨论，一直假设地球自转轴的方向不变。如果我们想象自转轴呈现陀螺般的摆动，便会出现很有趣的现象：试想像地球由春分的一刻出发，绕太阳转了一周，当地球在轨道上回到它原来的位置时，自转轴的方向已经轻微地改变了，换句话说，这时候地球并非刚好处于另一个春分！精密的分析告诉我们，一个春分与另一个春分相隔的时间比地球公转的周期略短。由于我们的历法要准确地预测季节的变迁，以方便日常的生活，所以我们采用的年，是连续两个春分相隔的时间，称为「回归年」，长 365.2422 日，与地球公转周期365.2564 日不同。

图三地球自转轴正在缓慢地摆动，就像一个巨型的陀螺一样，造成了岁差的现象。