什么是至日？有关一年中最短的一天的其他问题，已解答

本文最初写于 2015 年。现已更新了最新信息。

1. 2020年冬至具体是什么时候？

现在基本如此。冬至总是发生在太阳正好位于南回归线上方的时候，即东部时间 12 月 21 日凌晨 5:02。根据这个特殊时刻的具体时间，北半球不同时区的冬至可能会被分成两天。但今年，我们都持相同观点。

2. 至日到底是什么？

这是地球北极最直接远离太阳的精确时刻。地球的轴线——地球旋转的轴线——总是指向太空中非常靠近北极星的一个固定点。当地球每年绕太阳公转时，地轴有时会向太阳倾斜，有时会向外倾斜，其余时间则介于两者之间。夏至是地轴指向太阳的时候，冬至是地轴指向太阳的时候。

3. 那么这对地球来说意味着什么呢？

当地轴远离太阳时，地球表面的某个点处于黑暗中的时间会比处于光明中的时间长。而当地轴向太阳倾斜时（如目前的南半​​球），地球上的某个点处于光明中的时间会比处于黑暗中的时间长。在至日，这种影响最为明显。

所以今天是北半球一年当中白天最短的一天，而今晚将是夜晚最长的一天。

4. 白天变短能解释冬天为什么冷吗？因为日照时间变短吗？

部分原因。但更大的原因与太阳光线的角度有关。冬天，太阳整天在天空中的位置都很低，所以太阳光线不太强烈。它们以比夏天更大的角度照射到地面。这意味着相同数量的阳光会分散到更大的区域。阳光强度越低，热量就越少。这会使天气更冷。

5. 所以，如果这是一年中最长的夜晚，那么明天晚上的太阳落山时间会比今晚晚，对吗？

从技术上讲，是的。如果我们不太仔细地查看数据，一年中最长的夜晚就是太阳最早落下、最晚升起的时候。但实际上情况比这更微妙（好吧，非常微妙）。地球绕太阳运行的轨道并不是一个完美的圆形，所以最早的日落和最晚的日出实际上都不在至日。我们马上就会知道为什么。

首先，从实际情况来看，几周前太阳最早落山（具体日期因您所在的位置而异），而夜幕降临的时间已经晚了一段时间。哇！但日出时间却相反：太阳还要几周才会出现最晚的日出。要到 1 月初，日出时间才会再次提前。

如果您想查看您所在位置的日出和日落时间的完整列表，美国海军天文台计算器是天文学家用来查找此类数据的工具。输入您所在的州和城市（或美国以外地区的纬度和经度），您将看到全年的日落和日出时间，并且您可以看到最早的日落时间是在 12 月上半月。

一旦你看到了这种效果的真实性，让我们深入研究一下原因。从根本上说，这是因为地球的轨道是椭圆形，而不是圆形。要准确地描绘出这种现象，需要一些天体力学的微妙效应——也就是日行迹，如果你在一年中的每一天同一时间拍摄太阳的照片，天空中就会出现 8 字形。这里有一个小动画，展示了一年中每天同一时间的天空：

如果地球的轨道是一个完美的圆形，太阳就会沿着天空中的一条线来回移动。但在它的椭圆轨道上，地球离太阳最近时，太阳的速度会在 1 月份稍微加快，而地球离太阳最远时，太阳的速度则会减慢。这些速度差异意味着太阳会形成一个 8 字形。

八字迹会影响日出和日落时间。在夏至日，太阳的位置比地球轨道为圆形时略偏西，因此落山时间会稍早一些。夏至后几周，太阳会转到八字迹八字形的另一侧，落山时间会比地球轨道为圆形时稍晚一些。这意味着在夏至日，日出和日落时间都比地球轨道为圆形时早几分钟，而在 1 月初则比地球轨道晚几分钟。如果将夏至日和八字迹这两个因素结合起来，就会发现夏至前几周日落时间最早，而夏至后几周日出时间最晚。

你是不是很高兴你问了这个问题？