封面科考隊｜夏至“立竿無影”，一年中最熱的時候來了？

封面新聞記者 張崢 圖據網絡

北京時間2023年6月21日22時58分將進入夏至節氣。作為我國古代最早確定的節氣，夏至這天太陽直射北回歸線。對北半球各地來說，夏至日來臨時，北半球白晝最長。不僅如此，在北回歸線上的地區會出現“立竿無影”的有趣現象。作為國內唯一的歷書編算機構，中國科學院紫金山天文臺負責起草了《農歷的編算與頒行》國家標準。夏至有哪些有趣的現象？夏至是不是一年中最熱的時候？6月20日，封面新聞記者采訪了中科院紫金山天文臺科普主管王科超。

夏至荷花開

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夏至有哪些現象？

王科超介紹，在天文學上，夏至是指太陽的地心視黃經為90度，這一刻太陽運行到距赤道最北處。在地球上，太陽直射北回歸線，北緯23度26分。

對北半球各地來說，夏至日來臨時，北半球白晝最長，正午的太陽最高，垂直物體的影子最短，在北回歸線上的地區會出現“立竿無影”的有趣現象。而過了這一天，太陽就會“轉身”南下，因此北回歸線穿過的地區又被稱為“太陽轉身的地方”，如我國的汕頭、從化、桂平、墨江、蒙自等地。夏至正午，這些地區還會出現“立竿無影”的有趣現象，因為太陽光是從天頂直射下來。夏至傍晚，北半球的居民也將目睹一年中持續時間最長的暮色黃昏。

夏至，北極圈內極晝，南極圈極夜。

極晝

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中國：觀星授時

據《尚書?堯典》記載：日中，星鳥，以殷仲春。日永，星火，以正仲夏。宵中，星虛，以殷仲秋。日短，星昴，以正仲冬。

一般認為，這里的仲春、仲夏、仲秋、仲冬這四仲即“二分二至”：春分、夏至、秋分、冬至，是我國古代最早確定的節氣。“日永”和“日短”分別表示一年中最長和最短的一天。“日中”“宵中”均表示晝夜等長。鳥、火、虛、昴分別是春分、夏至、秋分、冬至黃昏位于正南方天空四顆（組）醒目的恒星。

“日北至，日長之至，日影短至，故曰夏至”。到商周時期，中國古人已通過土圭測影發現春夏秋冬四季變化與太陽正午時的日影長短變化之間的關系，并由此最早確定了二十四節氣中的春分、夏至、秋分和冬至。

另外還有“斗柄東指，天下皆春；斗柄南指，天下皆夏；斗柄西指，天下皆秋；斗柄北指，天下皆冬”的記述，通過觀察北斗七星判斷季節。

圭表模型

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夏至日日出最早、日落最晚嗎？

既然夏至日北半球白晝最長，那么日出最早、日落最晚嗎？對此，王科超解釋，通常來說并不會，這與我們采用的時間系統有關。日出而作、日落而息，以真實的太陽運動為依據而確定的時間叫真太陽時。“在真太陽時系統中，夏至日這天確實是日出最早且日落最晚，但由于真太陽時的不均勻性，我們日常所用的是以假想的太陽平均運動為依據得到的平太陽時，以此作為我們的民用時間。真太陽時與平太陽時的差值叫作時差，由于時差的存在，如果以我們當前通用的民用時間為標準，在真實生活中通常并不會在夏至日當天出現日出最早、日落最晚的現象。”當然，這是對地球上絕大部分地區而言。在北極圈內，夏至日一天全域日不落，也就沒有早晚之說了。

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夏至是不是一年中最熱的時候？

夏至是不是一年中最熱的時候？王科超表示，“最熱的時間一般是夏至后一個月的三伏天。”

“天太熱跟太陽大小沒關系。其實，太陽是一顆正處于主序星階段的中年時期的恒星，這一階段的太陽燃燒穩定，體積變化非常小，因此在一天里，甚至一年里，太陽自身大小的變化是微不足道的。”

夏至時，北半球白天的太陽高度高，日照時間長，并且照射角度相比于冬季更接近于垂直地面。北緯30度附近，夏至時地表單位面積獲得的太陽輻射能量最多，約為冬至日時的三倍，并且緯度越高這個比值越大。所以，接收太陽輻射的多少是四季變化的主要原因。

“但是，北半球最熱的時間并不是在夏至，而是夏至之后的一段時間。因為氣溫的變化還受地表熱量收支平衡的影響。”王科超解釋，一般夏至后的一段時間里，地面吸收的熱量仍大于它所放出的熱量，地面溫度持續升高，這段時間差不多正好對應傳統歷法里的“三伏”，因此造就了北半球“三伏天”的炎熱。這之后，地面放出的熱量大于地面吸收的熱量，氣溫才逐漸降低。

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今年7月11日初伏

我國古代采用“干支歷”，是用10個天干（甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸）與12個地支（子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥）相配而成的60組不同的名稱來記年、月、日、時，循環使用。

根據傳統歷法的規定，從夏至日起，第三個庚日為初伏，第四個庚日為中伏，立秋后第一個庚日為末伏，這就是“三伏天”的來歷。

三伏天以庚日為始末，一般持續的時間是30天或40天。天文年歷顯示2023年7月11日初伏，7月21日中伏，7月31日末伏，8月10日出伏，今年“三伏”天共計30天。

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