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九靈
游客

北极星的地平高度(天体仰角)=当地纬度

@九靈 #20367

@九靈 #20359

天文测量第三部分、测量北极星出地角度。

关于中华南方的昼夜时刻差距小,北方的昼夜时刻差距大。

在《授时历》中《昼夜刻》这样描述规律 “盖地有南北,极有高下,日出入有早晏,所以不同耳。”

地球自转轴的北方延长线永远朝向北极星。从地球上各处看,它的位置几乎不变,所有人在北方星空上找到了北极星,就可用来确定哪里是正北。

《授时历》中,记录了大都(今北京)北极星出地角度是四十度太强,而在《坤舆万国全图》中,几处提到了北京的纬度是 40 度,究竟是怎么得出来的呢?

如在《坤舆万国全图》书格链接 卷首处:

“又用纬线,以著各极出地几何。盖地离昼夜平线(注:指地球的赤道)度数与极出地度数相等,但在南方,则著南极出地之数,在北方则著北极出地之数也。故视京师隔中线以北四十度,则知京师北极高四十度也。”

为什么看北极星的出地角度等于当地的纬度?

因为北极星距离地球远在 434 光年,测量中可以认为北极星是无限远的一点,我们在地球的各个位置看向北极星的方向,和地轴方向都是平行的。

因为一个位置的纬度,就是这个位置和地心连线,与同经度赤道位置和地心连线的夹角。而我们测量北极星的出地角度正好等于我们所在的纬度夹角。所以只要测出北极星的仰角,就是我们所在位置的纬度。

图 北极星的地平高度(天体仰角)=当地纬度

(如果一个角的两条边分别垂直于另一个角的两条边,那么这两个角相等或互补。)