分点(英语:equinox,或称二分点)是想像中天球赤道在天球上的位置,是每年太阳穿过天球赤道和黄道在天球上交点的天文事件,这造成地球上各地的白天和夜晚几乎等长。只有在分点的瞬间,地球上的日夜分界线(白天和夜晚分界之处)才会垂直于赤道。其结果是地球的南北两半球得到相同的照明。

换言之,分点是日下点正好落在赤道上的唯一时刻,意味着在赤道上会看见太阳位在头顶正上方。分点每年会出现两次,大约分别在3月21日(春分)和9月23日(秋分)。在春分,日下点由南向北通过赤道,而秋分则是日下点由北向南通过赤道。

分点和至点直接关系到每年的季节。在北半球,多数的文明在传统上以三月的春分点vernal equinox)标示著春季的开始[来源请求],以九月的秋分点autumnal equinox)标示著秋季的开始。在南半球,春分点在九月,而秋分点在三月。

追溯equinox这个字的源头来自拉丁文的aequi nox,意思是日夜等分。实际上只是近似如此,当太阳经过分点时,阳光平均的照射在南北两半球,地球上各地的日照时间都是一样的长(不是日夜等长)。

由于岁差的影响,分点每年沿着赤道向西移动七分之一弧秒。

词源

"equinox"这个字古老的意思是白天和夜晚持续的时间大约相等。equinox这个字源自拉丁文的aequinoctiumaequus(相等)和nox(夜间)。但分点所在这一天的白天和夜晚不完全相等有两个原因。首先,白天开始的日出是当太阳盘面的上缘出现在东方之际。在这个瞬间,圆盘的中心依然在地平线下。其次,地球的大气层会折射阳光。其结果是,观测者在太阳升起之前,就已经看见太阳的影像出现在几何学的地平线上。为了避免这种不确定性,equilux这个字有时用于意味着白天和夜晚相同的时期(阶段)。日出和日落的时间会随着观测者的位置(经度和纬度)发生变化,所以白天和夜晚长度最接近的日期取决于位置。

地球上的分点

日期

名称

昼夜平分点的白天和夜晚长度

太阳通过日夜平分点的这一天,在地球上的任何地点,太阳的中心点大约都是一半的时间在地平线上,另一半的时间在地平线下,因此白天和夜晚的长度也约略相等。英文的equinox这个字源自拉丁文的aequus(相等)和nox(夜);实际上,在昼夜平分点的白天比夜晚略长一些。通常,白天的定义是阳光能没有障碍的直接照射到当地地面的时段。从地球看到的太阳是一个圆盘而不是一个单独的光点,因此当太阳的中心还在地平线下时,太阳的上缘已经可以在地平线上看见。此外,大气层会折射光线,所以即使太阳的上缘仍在地平线下,阳光依然可以照到地面上。在日出/日落表中,都假设太阳的视半径是16弧分,还有大气折射是34弧分。这两者的结合意味着,当地面上的观测者看见太阳的上缘出现在地理学上的地平线时,太阳的中心仍在地平线下50弧分,而地平线是观测者的眼经通过地平面与天球相交之处。这些影响累积的影响使得这一天的白天在赤道仍比夜晚长约14分钟,而在极区的差别就更大了。真正会出现白天和夜晚一样长的地区是要离赤道够远,且有季节变化的地区,并且是在每个昼夜平分点向冬至点的那个时段接近几天之前;在赤道的白天则至少比夜晚长7分钟。

日出和日没的时间确实相隔12小时的那一天称为昼夜平分日(equilux)。因为日出和日没的时间会随者观测者的地点(经度和纬度)而改变,昼夜平分日同样取决于地理位置,而且太接近赤道的地区没有昼夜平分日。昼夜平分点只不过是一个精确的时刻,对地球上所有的观测者也只是一个普通的时间。

日心观点的季节变化

由北方观察地球的四季变化图,右边远处是12月的至点。 由南方观察地球的四季变化图,左边远处是6月的至点。 当太阳位于昼夜平分点时被照亮的地球(忽略曙光的影响)。

造成季节变化的原因是地球的自转轴没有垂直于公转的轨道平面,而与平面间有23.44°的夹角。这个角度被称为黄赤交角,并且因为惯性,这个角度始终维持着,但仍有少量的变化。结果是,有半年的时间(从3月20至9月22日前后)北半球会倾向着太阳,并在6月21日前后达到最大倾斜度。而另外半年则是南半球倾向着太阳,并在12月21日前后达到最大倾斜度。在这两者之间,当太阳位在赤道正上方时昼夜等长,而且在这时地球的南极点和北极点也都处在日夜交替的明暗界线上,换言之在整个地球都是日夜等长的。

附表是近几年来分点与至点的时刻,有些标示注记在在表上。

当地球在环绕太阳运转时,太阳投影在天球上的移动路径称为黄道(红色),对赤道(蓝色)是倾斜的

地心观点的季节变化

前述的说明对身处地球之外的观测者是很有用的,对在地球的我们,说明虽然仍是一样,但取向上有所变化。现在,地球每年环绕太阳一周,在天球上行经的路径称为黄道,其实就是反映了地球在天球上移动的路径。太阳的每日运动(日与夜),不管实际如何,可以视为平行于赤道;分点是赤道和黄道相交的点,至点则是黄道上离赤道最远的点。同样的,在图中,当太阳由地球上看位于春分点时,从太阳看地球则在相距180°之处,也就是轨道上的秋分点。地球在轨道上的近日点位于黄经101°,也就是在一月初的时间。如以上所提到的,在昼夜平分日的太阳会经过在赤道上的观测者的天顶,但在极点上的观测者则看见太阳贴着地平线运动(参见下图)。在三月的昼夜平分日之后,在北极看见太阳日渐升高,在南极的太阳则隐没在地平线下;到了九月的昼夜平分点,则都反过来进行。这时,对地球上所有的的观测者而言,当正午时太阳在南方天空的高度是地理纬度的余角(90° - φ)。例如,在北纬60°的观测者(φ = 60°)将看见太阳在南方的高度是30°;在南纬20°的观测者(φ = -20°),看见的太阳将在南方110°,但是这个角度超过了天顶的高度(90°),所以要用补角来取代,也就是在北方70°的高度上。

在昼夜平分日,太阳在早上升起时,全球各地(除了南北极点)的观测者都会观察到太阳由正东方升起,也会观察到太阳在正西方落下(在高纬度地区会因为大气层的折射而产生偏差)。在以六月为中心的半年期间,太阳的出没方位会偏向北方,这也意味着北半球的白天会比夜晚长,而南半球的白天比夜晚要短;而以十二月为中心的半年期间,太阳出没的位置偏向南方,日夜长短的关系也随者反转过来。

太阳在赤道(纬度0°)的日弧 太阳在纬度20°的日弧 太阳在纬度50°的日弧 太阳在纬度70°的日弧 太阳在极点(纬度90°)的日弧

在昼夜平分日的太阳出没时刻也是一样,全球各地(除了南北极点)的太阳都在早晨6:00升起,在晚间18:00西沉。但有一些原因会使出没的时间有所改变:

每日的太阳弧线

参考一些太阳移动的弧线,对上述的说明会有更透彻的了解:太阳在天球上的路径是一天中的移动轨迹,图中的太阳是在昼夜平分日每隔一小时的位置。有些像鬼影的蓝色小圆是位于地平线下的太阳,但不会低于地平线下18°,在这个区域内的太阳会产生暮曙光,使天空泛白。这些图对南北半球都适用,观测者则假设被放置在图中央,位于大海中小岛上的树木附近,绿色的箭头指示出主要的方位。

图中描述的只是几个特别的例子:

坐标系统

太阳在三月份由南向北经过的昼夜平分点称为春分点,在天文学上是非常重要的一个点。他不仅被标示为赤道坐标和黄道坐标的起点,也是恒星时的起点;秋分点的座标值是黄经180°和赤经12h。对至少可以追溯到古希腊时代的占星学也同样适用,春分点被称为白羊宫第一个点(起点)。由于没有考量到分点岁差的变动,迄今仍然采用相同的标记,因此季节不会转移,只有星星出现的季节产生了变化,还有所有星星的座标都受到了影响,而这只是天文学家需要考虑的许多因素中的一项,并且是比较容易的一项。

另一方面,在印度占星学中,在17世纪之前的春分点是固定在恒星上的,因此与季节的对应关系逐渐偏离,目前总计偏离了约22天。

各地文化

在下面的表中,相关的庆典与活动都与3月和9月的分点有关,但在南北半球提到“春分”与“秋分”的意义是不相同的。

在中国天文学中的太阳周期

春分在时间周期上是指太阳位于黄经0°和15°度之间的位置,大约是3月20日至4月5日之间。但在实务上通常特指太阳真正位于黄经0°的那天。

惊蛰→春分→清明

秋分是另一段太阳周期,是太阳位于黄经180°至195°之间的时段,通常是在每年的9月23日至10月8日。但同样的,在实务上也是特指太阳真正位于黄经180°的那天。

白露→秋分→寒露

构词法、事实和传闻

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