时间和历法讲解共73页
时间与历法
时间与历法§1 时间一、时间和时间计量1．时间和时间的本质时间与空间一样，都是物质存在的一种形式，宇宙万物都在时间的长河中发生、发展与变化着。
斗转星移，日月盈亏，寒来暑往，潮涨潮落……总是一件事接着一件事，一个过程跟着另一个过程，绵延不断，反映出时间是无始无终的，时间又是连续的。
这种物质运动变化的序列和持续的性质，就是时间的本质。
2．时间的含义时间有时刻和时段两重含义，时刻是指无限流逝时间中的某一瞬间，就像时间尺度上的刻度与标记--用以确定事件发生的先后，如：年号、月份、日期、时、分、秒等；而时段是指任意两时刻之间的间隔--用以衡量事件经历的长短，如：年数、月数、日数、时数、分数、秒数等。
3. 量时的原则时间是通过物质的运动形式来计量表达的。
但在选择不同的物质运动形式来表达或计量时间的过程中，必须遵从的三个原则是：被时间计量所考察的物质运动必须具有--周期性、稳定性和可测性。
地球公转运动、月球公转运动和地球自转运动都符合量时原则的"三性"，分别以它们运动周期来计量时间，便产生了"年"、"月"、"日"的基本单位。
二、时间计量系统1．恒星时如果把遥远的恒星看作是不动的，并把它作为参考点，地球自转一周，即自转360 °所需的时间为1恒星日。
在恒星日里，再以恒星的时角（见第二章"天球坐标•第一赤道坐标"）来推算时刻，这样的时间称恒星时。
但以哪一颗恒星作参考点呢？天文界是选择春分点，即把春分点当作一颗恒星，或假设有一恒星位于春分点，于是，用春分点作为量时天体所计量的时间叫恒星时。
目前天文界已人为规定春分点的时角就是恒星时，以春分点上中天作零时起算，即：恒星时等于春分点的时角。
有：S=tr由于春分点在天球上无标志，春分点的时角是通过测定恒星的时角（）导出。
设有任意恒星M，其赤经为, 在恒星时为S的瞬间它的时角为根据恒星时的定义得：上式中可在天文年历查得，可实测；当恒星M上中天时, =0h，则有：S= ,所以，任何瞬间的恒星时，在数值上等于该瞬间上中天的恒星的赤经。
时间和历法
2)．区时 以经线为界，把全球分为24个区，每区跨经度15°，各区把中央 经线的地方时作为本区统一使用的标准时。这样的区，称为时区； 这样的时间，称为区时。
3. 测量时间的原则 时间要用物质的运动来度量。选择不同的物质运动形式来表达 或计量时间的过程中，选择的物质需要： （1）具有固定的周期---周期性； （2）均匀等速运动---稳定性； （3）大多数人都能观测到---可测性。 地球公转运动、月球公转运动和地球自转运动都符合这三个原 则，分别用它们的运动周期来计量时间，便产生了“年”、“ 月 ”、“日”的基本单位。然而，同一种周期运动，选择不同的 量时天体（参考点），其周期时值也不同，于是便产生了不同 的时间计量系统。例如依据地球自转的恒星时、太阳时系统， 依据地球公转的历书时系统；依据原子振荡的原子时系统等。
时间包括两个方面的含义： （1）时段：测量两个瞬时的间隔，即时间经过的长短。要确定时段的长 短，必须要有一个计量时间长短的标准来作为单位，然后用这个单位来 度量两个事件发生的时间间隔，如：年、月、日、时、分和秒等。 （2）时刻：指无限流逝时间中的某一瞬间，就像时刻尺度上的刻度和标 记-用以确定事件发生的先后。要准确的确定时刻，需要选择某一特定的 时刻，来作为起算点的零点，只要计量“某事”和“起算点”之间的时 间间隔，就可以确定这件事发生的时刻了。
平太阳时和真太阳时除按预定的年首和 年尾吻合外，其他时间都有有一个差值 ，天文界定义：真太阳时和平太阳时之 差为时差，用η表示，即：η= t⊙-tm 。时 差有正有负，可大可小。时差与观测者 的地理位臵无关，只与观测日期有关。 时差每年四次等于零，在4月16日、6月 5日、9月1日和12月24日前后。四次极 值，如下边所示。时差的周年变化，是 视太阳日长度的周年变化的结果。
时间与历法
第二节历法一、概说观象授时－－－观察自然现象推定农事季节;分为：地象授时、天象授时。
地象授时———观察地面现象推定农事季节。
天象授时———观察天空现象推定农事季节。
它的方法有：斗柄授时、中星授时、晷影授时。
二、历法及其分类1、历法：即安排年月日的法则。
年按照回归年；月根据朔望月。
历月有大月小月之分；历年有平年闰年之别。
2、历法分类历法分类分为以下三类：阴历，侧重协调朔望月和历月的关系；阳历，侧重协调回归年和历年的关系；阴阳历，侧重阴历兼顾阳历。
三、阴历1、编历原则：平均历月＝朔望月；平均历年＝朔望月×12。
2、回历（伊斯兰历）－－朔望月长度＝29.5306日。
－－其中的29.5日为平均历月（大月30，小月29，大小相间）－－按尾数0.0306日，定出30年11闰。
（0.0306日×12×30＝11.016日）－－平年354日，闰年355日。
四、阴阳历1、编历原则：平均历月＝朔望月（与阴历同）；平均历年＝12.3683朔望月＝回归年；通过闰月协调历年和回归年；19年7闰。
；（19回归年×365.2422＝6939.6018日）（235朔望月×29.53056=6939.6910日）2、中国旧历的特点：强调逐年逐月推算；以月相定日序：以合朔为初一；以两朔间隔日数定大小月。
以中气定月序：据所含中气定月序；无中气为闰月。
二十四气与阴阳历并行使用。
阴阳历用于日常记事；二十四气安排农事进程。
3、干支纪法：我国古代以天为主，地为从，天与干相连就是天干，地支相连就是地支。
五、阳历1、编历原则：平均历年＝回归年；平均历月＝回归年/122、公历（1）、儒略历（前46年）：回归年长度＝365.2422日；首数365日定为平年长度（闰年为366日）；按尾数0.2422日定出4年1闰；平均历年为365.2500日（比回归年多0.0078日）。
公元325年，尼西亚会议定3月21日为春分。
历法科普知识讲座
科普知识讲座历法科普知识讲座根据地球和月球的运行周期,协调和安排年、月、日等的长度与顺序的法则,称为“历法”.(一)太阳日地球从西向东自转,形成白昼(面向太阳)和黑夜(背向太阳)交替,由于地球绕太阳公转的轨道为椭圆形的,冬天离太阳近些,所以真太阳日并不一样长.历法上取1年里的真太阳日的均值,称为“平太阳日”.太阳达天球子午线时为当地正午12时正.为了使大家有共同的时间标准,1884年花生豆国际天文会议决定以伦敦格林尼治天文台的子午线为地球经线0度,其时间为世界标准时间——世界时.全球依经线每15度划分一个时区:东经7.5度~西经7.5度为零时区,采用世界时……东经172.5度~180度(国际日期变更系线)为东12区,日界线~西经172.5度为西12区,同一时区的时间相同,时区间仅有小时数的差别,分秒数完全一样,东西12区相差24小时.依据国界、岛屿、河流、地形划分时区,允许有一些出入.我国统一采用东经120度为标准时间.日界线从北极经北令海峡,穿太平洋180度附近,绕过依归属划分的岛屿,而有些曲折,直达南极.当轮船和飞行器穿越日界线时要遵守一条特殊的规则:从西向东的当日日期重用,从东向西则换为次日时间(撕去日历1页).(二)朔望月与阴历月亮(太阴)从西向东绕地球公转,同时地球又带着它从西向东绕太阳公转,三者的相对位置在不断地变化,从地球上看月亮,它被太阳照亮的部分呈规律性的盈亏变化——月相变化.月亮处于太阳与地球之间时,看不到月亮,称为“朔”,为夏历的初一.有时月亮恰好挡住太阳射向地球某部的光线,称为“日食”——分日全食、日环食及日偏食三种.地球处于中间时,我们看到满月,称为“望”,为夏历的十五或十六日,有时地球恰好挡住太阳射向月球的光线,称为“月食”——分月全食和月偏食两种.月球转到地球公转轨道附近时,我们看到半圆形的月亮,西半明称为“上弦”,一般为夏历的初八,东半明称为“下弦”,一般为夏历的二十三.从望到下次望,称为“朔望月”,平均29天12小时44分2.8秒.海水日间上涨称为“潮”,夜间上涨称为“汐”,是受月球为主家属太阳的引力所致,每24小时52分左右涨落各两次,以逢朔望日的子正和午正的“子午潮”为大,称“大潮”,上下弦时为小,称“小潮”,所以民谚有:“初八二十三,到处是泥滩”.伊斯兰历依据朔望月,为纯阴历,每年12个月,平年单月30天,双月29天,30年里有11年为闰年,闰年的12月为30天.月序规律,日期跟月相和潮汐周期一致,但年均比回归年约短11天,新年可能在寒暑各季,跟动植物的生长周期不协调,只有伊斯兰历国家和地区才使用.(三)回归年与阳历地球总是斜着身子向着太阳,赤道平面与地球公转轨道平面保持23度26分交角,形成南北半球相反的寒暑周期.地球连续两次通过赤道平面与地球公转轨道平面交点春分点,称为1回归年(太阳年),长度为365.24219日.从地球上看来,似乎太阳在1年里于恒星(二十八宿)间绕行了1周,其视运动轨迹称为“黄道”,将其划分为24等份,为二十四节气.公元前46年，罗马帝国皇帝儒略·恺撒采用埃及天文学家索西根尼制订的儒略历，1、3、5、7、8、10、12月为31天,4、6、9、11月为30天,2月平年28天,闰年29天;公元321年,罗马帝国皇帝君士坦丁将星期作为儒略历日期的参照系;儒略历4年1闰，年均365.25日，比回归年长11分余，经1600年后,已超出12天，影响到农业生产和复活节的准确性。
15 时间与历法
十五时间与历法1 太阳的周年视运动是古代历法的依据我们都有这样的感觉，坐在行驶的车厢里不觉得车在前进，而觉得周围的物体在向后退。
与此类似，地球上的人感觉不到地球在运动，而看到太阳在恒星组成的星空背景上向后移动。
由于地球每年绕太阳公转一圈，所以觉得太阳公转一圈是一年。
早先，人们以为太阳的这种运动是太阳的真实运动，所以称为太阳周年运动；但随着地心说的崩溃，人们认识到这是一种“视觉上的”太阳运动，故称太阳周年视运动（见《太阳的视运动》）。
太阳周年视运动是古代制订历法的依据，如古埃及的历法以太阳与天狼星同时升起的日期作为新年。
但随科学的发展，人们认识到恒星年与回归年不是一回事，而阳历的制订则是以回归年为依据的。
2 时间的计量时间是物质存在的一种基本形式，可以通过选定的某种物质运动过程计量，其他物质的运动过程与所选定的过程进行比较，获得事件发生的先后顺序和运动的快慢程度。
通常所说的时间计量涉及两个方面：一是测定事件发生的时间间隔，二是测定事件发生的时刻。
测量时间的标准通常用周期运动来测量时间，常用的运动有：（1）物体的自由旋转，特别是地球自转，由此导出了恒星时系统与平太阳时系统。
（2）开普勒运动，即在双星系统中伴星围绕主星的轨道运动，例如地球围绕太阳的公转运动和月亮围绕地球的公转运动，历书时系统就是由此导出的。
（3）谐波振荡。
绝大多数机械钟、电子钟和原子钟都是依据振荡原理制成的。
◇恒星时。
由春分点（见《二分点和二至点》）的周日视运动确定的时间计量系统叫做“恒星时”，简单地说，恒星时就等于春分点的时角。
它以春分点在某地上中天的瞬间作为计量系统的起算点。
但是，由于岁差、章动的影响，春分点的位置有缓慢的变化。
根据运动情况，春分点分为“平春分点”和“真春分点”。
平春分点只受岁差的影响，它在黄道上的运动方向与太阳运动方向相反。
真春分点既受岁差的影响，也受章动的影响，它除了随同平春分点运动外，还相对于平春分点作多种周期的运动。
第七讲 历法和时间
四、 地球上的日期 五、 从世界时到协调世界时
� 世界时（UT）：以地球自转为基础，未 摆脱地球自转不均匀对时间的影响；
改革后的世界时分为三种：直接根据地球自转的世 界时称为UTO，UTO经过极移订正后成为UT1，UT1再经过 地球自转的季节变化订正便成为UT2。
� 历书时（ET）：以地球公转为基准，以 历书秒为单位，但精度不高。 � 原子时（atomic time， AT）是由原子钟 导出的时间，它以物质内部的原子运动为 基准，是空前精密的时间系统。
第七讲
历法和时间
第一节 历法 一、 历法概说
� 计量时间单位 � 回归年：季节变化的周期（365.242 2 日）； � 朔望月：月相盈亏的周期（29.530 6日）； � 太阳日：昼夜交替的周期。 � 观象授时 � 观察自然现象推定农事季节 � 可分为：地象授时、天象授时、斗柄授时、 中星授时、晷影授时。
A无中气月份为闰月；（夏季地球运行与远日 点，两中气平均间隔31.45日，容易出现无中 气月；近日点两中气间隔29.43日，不易出现 无中气月，如无中气，则上月必有两个中气） B根据历月包含的中气，决定该历月的月序。 C一个月出现两个中气，则顺延至其后无中气月 止。 思考题：如果考虑近日点移动，会不会出现一 年两个春节的状况？？
�独特的纪时制度——干支纪法。 “三伏”：夏至后第三个庚日为初伏，立 秋后第一个庚日为末伏。 “梅季”：芒种后逢丙日入梅，小暑后逢 未日出梅。
六、 阳历
� 编历原则
� 平均历年＝回归年，平年365日，舍去尾数 0.242 2日，积4年后满1日⇒置闰年366日； � 平均历月＝回归年/12，平均历月为30.436 8 日，一年有5个大月7个小月，大月为31 日，小月为30日。
时间与历法
时间与历法第二节历法一、概说观象授时－－－观察自然现象推定农事季节;分为：地象授时、天象授时。
地象授时———观察地面现象推定农事季节。
天象授时———观察天空现象推定农事季节。
它的方法有：斗柄授时、中星授时、晷影授时。
二、历法及其分类1、历法：即安排年月日的法则。
年按照回归年；月根据朔望月。
历月有大月小月之分；历年有平年闰年之别。
2、历法分类历法分类分为以下三类：阴历，侧重协调朔望月和历月的关系；阳历，侧重协调回归年和历年的关系；阴阳历，侧重阴历兼顾阳历。
三、阴历1、编历原则：平均历月＝朔望月；平均历年＝朔望月×12。
2、回历（伊斯兰历）－－朔望月长度＝29.5306日。
－－其中的29.5日为平均历月（大月30，小月29，大小相间）－－按尾数0.0306日，定出30年11闰。
（0.0306日×12×30＝11.016日）－－平年354日，闰年355日。
四、阴阳历1、编历原则：平均历月＝朔望月（与阴历同）；平均历年＝12.3683朔望月＝回归年；通过闰月协调历年和回归年；19年7闰。
；（19回归年×365.2422＝6939.6018日）（235朔望月×29.53056=6939.6910日）2、中国旧历的特点：强调逐年逐月推算；以月相定日序：以合朔为初一；以两朔间隔日数定大小月。
以中气定月序：据所含中气定月序；无中气为闰月。
二十四气与阴阳历并行使用。
阴阳历用于日常记事；二十四气安排农事进程。
3、干支纪法：我国古代以天为主，地为从，天与干相连就是天干，地支相连就是地支。
五、阳历1、编历原则：平均历年＝回归年；平均历月＝回归年/122、公历（1）、儒略历（前46年）：回归年长度＝365.2422日；首数365日定为平年长度（闰年为366日）；按尾数0.2422日定出4年1闰；平均历年为365.2500日（比回归年多0.0078日）。
公元325年，尼西亚会议定3月21日为春分。
时 间 与 历 法
地球概貌时间与历法以地球自转为基础的时间计量系统称为世界时系统。
日、月、年、世纪的时间计量属天文学中的历法范畴。
以地球自转运动为基础的时间单位称为日，以月球绕地球公转运动为基础的时间单位称为月，以地球绕太阳公转运动为基础的时间单位称为年。
天文学以恒星为标准量度地球自转的周期，叫做地球自转的恒星周期，也就是一个恒星日。
1恒星日=平太阳日的23小时56分4秒，是地球真正的自转周期。
以太阳为标准量度地球的自转周期叫做真太阳日。
由于地球公转的原因，真太阳日并不等于地球自转一周所需的时间（恒星日），而是比恒星日约长3分56秒。
又由于地球公转轨道是椭圆形的，在近日点的运动快于在远日点的运动，因此一年之内不同季节其运动并不是匀速，所以每个真太阳日的长短也不相等。
我们生活中使用的是平太阳日（所谓平太阳是天球上一个假想的点，它按真太阳一年中运动的平均速度均匀运动）。
地球公转的平均周期是恒星年，1恒星年=365日6时9分9.5秒。
而我们通常所说的回归年是指地球从这一次春分日到下次春分日的平均时间间隔。
1回归年=365日5时48分45.6秒，比1恒星年略短一些。
因为气候的变化以回归年为周期，所以天文学家把历年的平均长度安排得尽可能接近回归年的长度。
阳历把1年定为365日，所余的时间约每四年积累成一天，加在能被4除尽的公历年份的2月份里，如1992，1996年。
但不能被400除尽的百年数则不加。
加天的年叫闰年。
农历把一年定为354日或355日，所余的时间约每三年积累成一个月，加在某一年里。
时间与历法总论时间总论宇宙是由物质构成的，而物质与运动又是不可分的。
可以说，宇宙的两大要素——时间和空间，正是建立在物质和运动的基础之上。
相对空间而言，时间这个概念要抽象得多。
不过，无论任何时候，我们提到“时间”这一词，几乎没有人不明白它的含义。
人们研究“时间”这个概念，不过是为了解决两类问题：一、两个事件发生的时间间隔有多长？或某一具体事件经历了多长时间？二、某一事件是在什么具体时间发生的？严格地说，第一个问题属于“时间”的概念，而第二个问题则应属于“时刻”的概念。
时间和历法讲解
历法就其基本原理来讲，只有三种： 太阴历（阴历）——原始的历法 太阳历（阳历）——当前世界盛行 阴阳历
从历法的发展史来看，所有古老文化的国家如埃及、巴比 伦、印度、希腊、罗马和我国，最初都是用阴历的。所以 把29天或30天称为一个月，把12个月称为一年，便成为 古老国家最初的年历。
如果对国际上某一重大事情，用地方时间来记录，就 会感到复杂不便．而且将来日子一长容易搞错。因此， 天文学家就提出一个大家都能接受且又方便的记录方 法，那就是以格林威治的地方时间为标准。
例如：某事件发生在格林威治时间上午8 时，我国在英国东面， 北京时间比格林威治时间要早8小时，我们就立刻知道这次事情 发生在相当于北京时间16时，也就是北京时间下午4时。
因此高悬天七月的黄昏织女星恰恰升到了一年当中的最高点织女星牛郎星用来测日影的高表测定正午日影长度来决定季节表影最长的那天定为冬至表影最短的那天定为夏至把一年中的中午日影最长的一天到下一年中中午日影最长一天的周期即地球绕太阳一周定为一个回归年
时间
一、时间概述
时刻 无限流逝时间中的某一瞬间（确定事
件发生的先后）
4个大月，8个小月。5年一闰。
阴阳历——最复杂的历法
协调塑望月、回归年的关系。 1回归年=12.3683塑望月——安排平年和闰年。
比回归年短10.875日
19年7闰
平年354；润 年383或384
1、我国传统历法自秦汉以来，一直是阴阳历和二十 四节气并行。
阴阳历平年354日，闰年384或383日，差 异太大，不能有效指导农事进程。
——单一法定时间：我国
东八区
1160E 1200E
中央经线
北
北京市
时间与历法概述
古代和现代的天文定时
3、以太阳系天体的运动为计量标准的历书时 （ET）
定义：
以地球公转为依据，即观测太阳位置反演 时间。是由力学定律确定的均匀时间。又称 牛顿时。
时间单位 ：
1回归年（1900年回归年长度） =365.2422 历书日
1历书秒=1／365.2422×24×60×60＝1／ 31556925.9747
（一年中η四次为零，四次为极大值）
日 期 4.16 6.15 9.1 12.24 2.12
5.15 7.26 11.3
η
0
00
0-
+3m48 -
+16m24
14m24s s
6m18s s
三、恒星时
定义：以春分点的周日视运动为依据建立的时间 系统。
时间单位：恒星日—春分点连续两次上中天的时 间间隔。
原子时自1972年1月1日0时正式启用。
靠全世界100多台原子钟维持，经国际时间局 统一进行数据处理，由各授时单位向全世界发布。
§2.3、世界时中的几种时间计量系统
一、真太阳时
定义：以太阳视圆面中心的周日视运动为 依据建立的时间系统。 时间单位：真太阳日—真太阳连续两次下中天的
时间间隔。 起始点：下中天 真太阳时以真太阳的时角度量：
S2S2
S3S3
R21=(x-x1) 2+(y-y1) 2+(z-z1) 2 R22=(x-x2) 2+(y-y2) 2+(z-z2) 2 R23=(x-x3) 2+(y-y3) 2+(z-z3) 2
信号传播时间 t = R/c
解方程得 x、y、z
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时间和历法讲解
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。