★什么是历法
历法,简单来说就是根据天象变化的自然规律,计量较长的时间间隔,判断气候的变化,预示季节来临的法则。
历法是关于时间的计算方法的科学,是在人类生产与生活中逐渐形成的,它直接与天体运行周期相关。比如,2010年1月2日,光绪三十三年三月初九,唐朝从公元618年到907年共统治了290年等等,这些时间都是通过三个天体——太阳、地球、月亮的运转周期的比例计算出来的。然而,准确地计算时间是十分复杂的,因为太阳、地球、月亮这三个天体运转周期的比例都不是整数,通常说的一年12个月或360日,只是一个概数。实际上,一个回归年为365.2422日,一个朔望月为29.5306日,它们既不是月的整数倍,也不是日的整数倍。所以,历月有大月和小月之分,历年有平年和闰年之别。
人们为了使用和计算方便,使年、月、日的周期能够相互配合起来,并且都能用整数进位,人为规定历法中的年和月都是整数日,通过大月和小月,平年和闰年的适当搭配和安排,使其平均历月等于朔望月,或平均历年等于回归年。这就是历法的主要内容。
因此,历法是计算太阳、地球、月亮运转周期的比例的学问,是以这三个天体的运转比例为研究对象的。用不同的方法来计算这种比例关系,就是不同的历法。
日常使用的日历,对每一天的“日期”都有极为详细的规定,这实际上就是历法在生活中最直观的表达形式。
年、月、日是历法的三大要素。历法中的年、月、日,在理论上应当近似等于天然的时间单位——回归年、朔望月、真太阳日。
任何一种具体的历法,首先必须明确规定起始点,即开始计算的年代,称为“纪元”;规定一年的开端,称为“岁首”。此外,还要规定每年所含的日数,如何划分月份,每月有多少天等等,这需要长期连续的天文观测作为知识基础。
历史上各地存在过千差万别的历法,但基本原理不外乎三种。太阴历(阴历)、太阳历(阳历)和阴阳历。三种历法各自有各自的优缺点,目前世界上通行的“公历”实际上是一种太阳历。
★什么是阳历
阳历全称太阳历,是当今世界上大多数国家、地区和民族通用的历法,所以又叫“公历”。
阳历是基于地球绕太阳运行所出现的规律制定的。它把地球绕太阳一圈所用的时间,定为一个回归年。回归年是太阳历的基本周期,这个周期起始定为365日,后来经过精密计算确定为365日5小时48分48秒,约合365.2422日。
太阳历最早形成于古埃及。4000年前,古埃及人根据天狼星的出现和尼罗河泛滥的日期规律,计算出一年是365天,分12个月,每月30天,多余的5天为年终节日,这就是古埃及的太阳历,也是西方最早的太阳历。
近两千年以来,古埃及的太阳历经过两次修订,才形成当今世界广泛应用的阳历。第一次是在公元前46年,古罗马的儒略·凯撒大帝主持修改历法,他以古埃及的太阳历为基础,修改后实施四年一闰,这个历法后人称为“儒略历”“凯撒历”。第二次是在公元1582年,罗马教皇格列高里十三世组织人员修改历法,这次修改的历法称“格列历”。格列历规定每400年减去3个闰年,也就是当今世界通用的阳历。
阳历有月大月小之分,每年12个月的月天数不规则,月大31天,月小30天,平年2月28天,闰年2月29天。除2月有平年闰年之分外,每年各月的天数都有一定数目。7月以前,单月是31天,双月30天;8月以后,双月是31天,单月30天。为了记忆方便,人们编了一首歌诀。
一三五七八十腊,每逢此月全是大;
四六九冬三十天,唯有二月二十八。
每逢四年闰一日,一定准在二月加。
★什么是阴历
阴历全称太阴历。据史料记载,我国早在4200年前就有阴历的叫法,它是根据月亮的变化周期来制定的。我国的先民们把月亮圆缺的一个周期称为“朔望月”,把完全见不到月亮的一天称为“朔日”,朔日定在阴历的每月初一;把月亮最圆的一天称为“望日”,望日定在阴历的每月十五(或十六)。从朔到望是朔望月的前半月,从望到朔是朔望月的后半月,从朔到望再到朔为阴历的一个月,一个朔望月的天数是29天12小时44分2.8秒,约合29.5306天。
阴历一年12个月,单月是大月共30天,双月是小月共29天,全年共354天,12个朔望月总计354.367天,二者一年相差0.367天。如果不调整,40年后,朔望日期就会发生颠倒。所以阴历需要安排“闰年”,办法是每30年给规定的11年中的每年最后一月加1天,阴历经过这样调整以后,每30年和月亮绕地球的步调只差16.8分了。
由于月亮围绕地球运转和地球围绕太阳运转速度不均匀,为保持朔日必在阴历每月初一,也要进行调整,因此有时出现一连两个阴历大月或一连两个阴历小月的情况。
民间通常把“农历”称为“阴历”,是不对的。农历不是一种纯粹的阴历,而是“阴阳历”。
阴历作为一种历法,由于它与农业生产和人们的日常生活不相协调,所以当今世界上除了几个******教国家因为宗教上的原因仍然使用外,其他国家一般已经废弃不用了。
★什么是回归年
地球绕太阳公转一周的时间,为一年。全年为365天又1/4天(365.2422日),也就是365日5小时48分46秒,又称“回归年”。
历法上的年为了应用方便,不采用回归年,而是采用了完整的天数。公历的平年是365天,闰年是366年,每四年一闰,每百年少闰一次。使用的整天数的年历法上称为“历年”。
农历是根据月亮的朔望月共12个月算一年,一年是354天。每三年有一个闰年。闰年是383天或384天。
一年又是气候变化的周期,气候由冷变热,再由热变冷,这包括了人们从事农业自耕种到收获的全过程。所以人们从很古的时候起,就用气候冷热周期变化这个自然规律作为计算时间的大单位,把一年作为制订历法的根据。
★什么是历月
月亮绕地球一周,就是一个朔望月。一个朔望月的长度是29.53059日,也就是29日12时44分3秒,又称为“历月”。月亮是个球体,由于月亮绕着地球不停地公转,同时又跟着地球绕着太阳转,所以月亮对地球和太阳的位置也在不断地变动,这就形成了月亮的圆缺循环。当看不到月亮的时候,称为“朔”(多在阴历的初一和三十日)。过十四、十五天,月亮又恢复成满月形状,称为“望”(多在阴历十四、十五、十六日)。月亮由这次朔到下次朔或由这次望到下次望,月亮绕地球转了一周,称为“朔望月”。
★什么是太阳日
地球自转一周的时间,为一日。也就是一个白天加一个黑夜,共计24小时。
地球是椭圆形的,自己不会发光,所在同一个时间里,地球只有一半向着太阳,向着太阳的这一半地球就是白天,地球背着太阳的一面,太阳的光照不到地球上,这一半地球上就是黑夜。由于地球在不停地自转,这样就形成了白天和黑夜有规律的循环。
一天通常是指这个天象变化的规律,人们所掌握并利用它来作为计算时间的基本单位。日,是历法上的第一种单位。
这种用太阳定出来的日,称为“太阳日”。太阳日又有“真太阳日”和“平太阳日”两种。真太阳日有长有短,这是因为地球绕着太阳转的轨道是椭圆形的,冬季地球离太阳远一些,所以公转就慢一些。地球公转的速度有快有慢,所以一天的时间也就有长有短。因此“真太阳日”的时间是不完全一样长的,这样用起来就很困难。为了方便起见,历法上用的不是真的太阳日,而是一个长短不变的日,这个日就是一年之中,真太阳日的平均时间长度,叫“平太阳日”。按照现在惯例,一日的时间分成24等份,就是24小时,把24小时作为一日。一日是从半夜0点开始,到次日的半夜24小时止。
★认识月相
月亮圆缺变化的各种形状称为月相。由于月球本身不发光也不透明,但能反射太阳光。在太阳光照射下,总是一面亮一面暗,向着太阳的半个球面是亮面,另半个球面是暗面。
月球绕地球公转的同时,又绕太阳公转,所以,月亮相对于地球和太阳的位置不断变化,这就使它被太阳照亮的一面有时正对地球,有时背向地球,有时对着地球的部分大一些,有时小一些,从而产生不同的视形状,月相变化就是这样产生的。
由于地球的自转,月球每日从月出到月落大约为半天,即月球有半天挂在天空。月球在地平线之上时,并不一定能见到月相,若月亮和太阳同在天空,则月光淹没在阳光之中,见不到月相。正午月出,子夜月落,但能见到月相的时间只是从黄昏到子夜这段时间,即上半晚。子夜月出,正午月落,但能见到月相的时间只是从子夜到清晨这段时间,即下半晚。
★国际日界线
地球每天自西向东旋转,黎明、正午、黄昏和子夜,由东向西依次周而复始地在世界各地循环出现。那么,地球上新的一天究竟应该从哪里开始,到哪里结束,关于这个问题,历史上曾有不少争论,也产生过不少的误会和麻烦。据说,19世纪在俄国伊尔库次克附近一个小镇上,一个邮政官于9月1日早上7点钟给芝加哥邮局拍了一份电报,可回电却说“8月31日9时28分收到来电……”这让人简直莫名其妙,9月里拍的电报,怎么会在8月里收到的呢?类似这样的误会那时几乎天天发生。
为了避免日期上的混乱,1884年国际经度会议规定,位于太平洋中的180°经线,作为地球上“今天”和“昨天”的分界线,称为“国际日期变更线”(现在已经改称为国际日界线)。
为避免在一个国家中同时存在着两种日期,国际日界线并不是一条直线,而是折线。它北起北极,通过白令海峡、太平洋,直到南极。这样,日界线就不再穿过任何国家。这条线上的子夜,即地方时间零点,为日期的分界时间。按照规定,凡越过这条变更线时,日期都要发生变化。从东向西越过这条界线时,日期要加一天,从西向东越过这条界线时,日期要减去一天。
国际日界线是一日开始和终了的界线,因此,它所通过的东西12时区就成为一个十分特殊的时区。在这个时区里,时间都一致,而日期却不同,仅一线之隔,东西竟相差一天,西边要比东边早一天。居住在日界线西边楚克茨克半岛上的人,是全世界迎接新年最早的人,而居住在这条线东边的、仅一水之隔的美国阿拉斯加人,却要等待一昼夜之后才能过新年。
★什么是时区
1884年,华盛顿召开的一次国际经度会议(又称国际子午线会议),规定将全球划分为24个时区。即中时区(零时区)、东1~12区,西1~12区。每个时区横跨经度15°,时间正好是1小时。最后的东、西第12区各跨经度7.5°,以东、西经180°为界。
当上海太阳升起时,居住新加坡的人要再过半小时才能看到太阳升起。而远在英国伦敦的居民则还在睡梦中,要再过8小时才能见到太阳。
世界各地的人们,在生活和工作中如果各自采用当地的时间,对于日常生活、交通等会带来许多的不便和困难。为了照顾到各地区的使用方便,又使其他地方的人容易将本地的时间换算到别的地方时间上去。有关国际会议决定将地球表面按经线从南到北,划成一个个区域,并且规定相邻区域的时间相差1小时。在同一区域内的东端和西端的人看到太阳升起的时间最多相差不过1小时。当人们跨过一个区域,就将自己的时钟校正1小时(向西减1小时,向东加1小时),跨过几个区域就加或减几小时。这样使用起来就很方便。
实际上,常常1个国家,或1个省份同时跨着2个或更多时区,为了照顾到行政上的方便,常将1个国家或1个省份划在一起。所以时区并不严格按南北直线来划分,而是按自然条件来划分。
在世界区域版图上可见,我国共跨越了5个时区。中原时区。以东经120°为中央子午线;陇蜀时区。以东经105°为中央子午线;新藏时区。以东经90°为中央子午线;昆仑时区。以东经75°(82.5°)为中央子午线;长白时区。以东经135°(127.5°)为中央子午线。
★什么是区时
区时是一种按全球统一的时区系统计量的时间。每个时区的中央经线上的时间就是这个时区内统一采用的时间,称为区时。
每当太阳当头照的时候,就是中午12点钟。但不同地方看到太阳当头照的时间是不一样的。例如,上海已是中午12点时,莫斯科的居民还要经过5个小时才能看到太阳当头照;而澳大利亚的悉尼人早已是下午2点钟了。所以如果各地方都使用当地的时间标准,将会给行政管理、交通运输、以及日常生活等带来很多不便。为了克服这个困难,天文学家就商量出一个解决的办法。将全世界经度每相隔15°划一个区域,这样一共有24个区域。在每个区域内都采用统一的时间标准,而相邻区域的区时则相差1个小时。
当人们向东从一个区域到相邻的区域时,就将自己的钟表拨快1小时,走过几个区域就拨快几个小时。相反,当人们向西从一个区域到相邻的区域时,就将自己的钟表拨慢1小时,走过几个区域就拨慢几个小时。在飞机场等交通中心,常将世界各大城市所对应的区时用图表示出来,以方便旅客。
不同时区的时间计算方法是。“同减异加,东加西减。”“同”指同在东时区或同在西时区,则两时区相减,例如东8区和东5区都在东时区,则8—5=3。“异”则相反。
★我国的标准时间“北京时间”
我国采用东8时区的标准时即北京时间为准。北京时间是我国的标准时间。北京时间并不是北京地方的时间,而是东经120°,也就是距离北京以东约340千米处的地方时间。北京时间是我国行政管理、生产、交通运输等工作的时间计量标准。因为北京离120°经线很近,而且是我国的首都,所以很自然的以东经120°地方的时间定为我国的标准时间,即“北京时间”。
★闰年闰月的计算法
一个回归年的长度是365.2422日,也就是365天5小时48分46秒,积累4年共有23小时15分4秒,大约等于一天,所以每4年增加1天,加在2月的末尾,得366天,就是“闰年”。但是4年加1天实际回归年多了44分56秒,积满128年左右就又多算了一天,也就是在400年中约多算了3天。