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冬至过后日出时刻为什么不提前论文
摘要：冬至日是北半球一年当中白昼最短的一天，冬至后白昼逐渐变长，日出时刻应该逐渐提前，但是很多有生活经验的人却发现日出时刻并没有提前。一直到一月上旬过后才会感到日出逐渐提前。
关键词：冬至日 日出时刻 真太阳 平太阳 时差
我们知道，冬至日是北半球一年当中白昼最短的一天，冬至后白昼一天比一天长，日出时刻应该一天比一天提前，日落时刻一天比一天延迟。但是很多有生活经验的人却发现：冬至后日落确实一天比一天晚，但日出时刻却并没有提前。一直到一月上旬过后才会感到日出逐渐提前。大量的事实告诉我们：冬至日只是北半球一年当中白昼最短的一天，却不是日出最晚、日落最早的一天，白昼的时间整体向后延迟了。为什么会出现这种情况呢？要回答这个问题还需要从太阳的周日视运动说起。
天文学上把太阳视圆面中心在天球上连续两次由东向西通过某地子午圈的时间间隔，称为真太阳日。一个真太阳日等于24个真太阳时。并规定太阳视圆面中心上中天的时刻即为真太阳时12时。真太阳时真实的反映了太阳的视运动。按照真太阳周日运动建立的计量时间系统，给人们的生活提供了方便。但是，通过天文观测得知，真太阳日长短不一：每年9月16、17日附近，一个真太阳日（太阳视圆面中心连续两次在观测点上中天的时间间隔）为23小时59分39秒；而在12月22日、23日附近，一个真太阳日是24小时0分30秒。同是一个太阳日，最短和最长相差51秒，为什么呢？
原来，真太阳除了周日运动外，还有不均匀的周年运动。我们已经知道：地球的公转轨道是一个椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上（开普勒第一定律）；地球的向径（地球与太阳中心的连线）在单位时间内扫过的面积相等（开普勒第二定律）。面积相等制约着地球与太阳距离的变化和线速度变化之间的关系。也就是说，地球在公转轨道上的公转速度是不均匀的，在近日点（冬至附近）时候最快，在远日点（夏至附近）时候最慢。反映到太阳的周年视运动上，太阳在近地点时的黄经日增加量大于远地点时的黄经日增加量，而真太阳日的长度在数值上等于一个恒星日加上地球在一日内公转的角度（相当于黄经日增加量）。因此，每年一月初的真太阳日长，七月初的真太阳日短。
此外，由于真太阳在黄道上运动，而真太阳的时角是沿着赤道计量的。这样，即使真太阳在黄道上的运动是均匀的，它的赤经的增加也是不均匀的，这导致在二分点附近，真太阳日短；在二至点附近，真太阳日长。
由于真太阳日不是一个常量，因而不符合作为计量时间单位的要求。所以就有必要建立一种更完善的按太阳运行计量时间的系统，这就是平太阳时系统。
平太阳不是一个天体，而是天球上的一个假想点。这个假想点在天赤道作匀速运动。这样就消除了地球椭圆轨道运动对真太阳日长度的影响。
平太阳在天球上连续两次由东向西通过某地子午圈的时间间隔，称为平太阳日，并以平子夜（平太阳下中天的时刻）作为平太阳日的起算点，一个平太阳日等于24个平太阳时。
平太阳既然是一个假想点，就无法观测到它，准确的平太阳时是由测定恒星时，再经过换算得到的。平太阳时是科技工作和日常生活中使用的计量时间单位，通常钟表所指示的时刻就是平太阳时。
由上述可知，有时真太阳位于平太阳的前面，有时位于平太阳的后面。因此在一年内除了几个特殊的时刻外，任何时刻真太阳都不与平太阳重合，它们之间存在着一定的差值，这个差值叫做时差，时差=真太阳时—平太阳时。
时差有正有负，不是一个固定的数值，为正值时真太阳快于平太阳，为负值时真太阳慢于平太阳。时差与观测者在地球上的位置无关，只与观测的日期有关，在《天文年历》中载有每天时差的数值。在一年中，时差有四次为零，它们出现在4月16日、6月15日、9月2日和12月25日的前后；有四次极值，2月12日前后为—14分24秒，5月15日前后为+3分48秒，7月27日前后为—6分18秒，11月4日前后为+16分24秒，如下图。
由此可知，冬至前的一段时间时差为正值，即真太阳快于平太阳，日出日落提前，12月5日到12月11日这段时间成为一年中日落最早的时候；而在冬至后的一段时间时差为负值，即真太阳慢于平太阳，日出日落延迟，12月29日到1月11日这段时间成为一年中日出最晚的时候。
参考文献：
1.地球概论教程。高等教育出版社。
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