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回归年(tropical year),也称为太阳年(solar year),是由地球上观察,太阳平黄经变化360°,即太阳再回到黄道(在天球上太阳行进的轨道)上相同的点所经历的时间。相对于分点和至点,精确的时间取决于你在黄道上所选择的点:从北半球的春分点,四个基础点之一,开始的称为春分点年;对在黄道上所有的点取平均值的年称为平回归年。岁实是中国用的回归年,是从冬至再回到冬至所经历的时间。

在地球上,人类注意到回归年的进展,从太阳缓慢的由南向北和再回头的运动,希腊人由带有“转动”意义的tropos引申出“tropical”这个字,中文的意思就是“回归”。太阳运行到最北边和最南边的回归分别由北回归线南回归线标示,也是仍能看见“日正当中”的纬度。太阳位置可以由每天正午时指时针(一根垂直的柱子或棍子:圭)影子的长短来测量,这是测量每年长度最自然的方法:以日照来确认季节。

因为春分点受到进动的影响在黄道上退行,因此回归年比恒星年短一点,在2000年两者相差20.409分,在1900年是20.400分。

回归年是制定各种阳历(含现行公历)和阴阳历的基础,中国传统历法中将冬至点测量的一回归年称做一“岁”[1]

1回归年 = 365.2421990741日 = 365天5小时48分46秒

回归年,地球围绕太阳公转<360°。因回归年比恒星年短20分24秒,经过计算,地球在20分24秒的时间里,地球围绕太阳少公转约50.260角秒,所以回归年地球围绕太阳公转的角度是;360°—50.260角秒=359度59分9角秒740毫角秒。

由于回归年比恒星年短20分24秒,所以在25786年(365.2421990741*1440/20.4)的时间里退行一周,这就是岁差周期。

细微的区别

由于地球和月球重力的摄动和地球在椭圆形的公转轨道上速度不均,地球在轨道上的运动不规则。因此太阳连续两次通过黄道上选定点所花的的时间会因为选定的点的不同而改变。此外,昼夜平分点在轨道上的位置也会因为岁差而改变,结果是(下面再解释)一个回归年的长度会与在黄道上所选择的太阳必须回归的点有关联(在测量时,会与分点的移动一起改变)。

所以天文学家定义的“平回归年”是黄道上所有点的回归年的平均长度,他的长度是365.24219日(公制)。除此之外,回归年以黄道上的特殊点作了明确定义:最特别的是春分点年,以太阳在春分点做为起点与终点,它的长度是365.2424天。

对于其他的复杂变化,我们可以选择如何“固定一天的长度”来测量时间:公制的86400秒、定义的原子时、以月亮和行星运动定义的力学时、平太阳日、或地球相对于太阳的自转。如果使用时钟来测量平太阳日的时间,相对于使用日晷测定得到的时钟日,可以得到较长的稳定性。在一年的期间内,因为太阳日的长度每天都会变化,如同均时差所显示的,所以必须使用平太阳日[2]

有如在Error in Statement of Tropical Year的例子,使用“平回归年”取代上面所提到的“分点年”,严格来说是一种错误。“回归年”只能用天文上专业的术语“平回归年”,纽康的样式,365.24219天(公制)来取代。分点年的365.2424平太阳日也很重要,因为他是大部分太阳历的基础,但是他不是现代天文学中的“回归年”。

分点年的平太阳日数在数千年的期间内会在365.2424至365.2423之间震荡,但大部分的时段是365.2424天。这种长期的稳定是个很好的机会,因为在这个时代有自转的减速、平均轨道的加速、和地球轨道形状与公转状态的改变对春分点的影响,几乎都互相抵销掉了。

相对的,使用公制测量的平回归年会逐渐缩短,在公元200年它的值是365.2423天,而现在的值是365.2422天。

视频

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参考文献