你的正午不是你的正午：「日晷」與「均時差」的原理是什麼？

文：江秉城、林彥興

小時候看到大型日晷時，總要拿鐘錶來驗證一番，看看自己手上的鐘錶和日晷顯示的時間是否一致。如果你也做過同樣的事，就會發現兩者顯示的時間通常不相同。這時，你得尋找日晷附近是否有附上一面校正表（通常比較精細的日晷才有），將日晷顯示的時間依此校正表加減幾分鐘後，才會和鐘錶顯示的時間一致。想必這會使人產生疑問：難道日晷做壞了嗎？為什麼看個時間還要依賴校正表呢？

事實上日晷並非不精準，而是因為日晷讀出的是「地方太陽時」，鐘錶顯示的則是「地方標準時」，兩者本來就不相同。而校正表顯示的正是這兩種時間的差距，這與當地的經度及「均時差」有關。就讓我們一起來了解，為什麼日晷和鐘錶讀出的時間會有所不同，以及什麼是均時差？

地方太陽時 vs. 地方標準時 vs. 均時差

首先讓我們先來看看，「地方太陽時」和「地方標準時」到底分別代表什麼意思。

地方太陽時代表著太陽在天上的位置。由於地球自轉，星星規律繞著天北極（north celestial pole）東升西落，而太陽也不例外。若我們將一根指針指向天北極，並拿一個垂直於指針的盤面放在下面，再平均地畫上24格刻度，我們就有了一座赤道式日晷（圖）。只要讀出太陽晷影所指的刻度，就能得知當下時刻，也就是地方太陽時。

Photo Credit:科學月刊

至於手機或鐘錶上走的時間則是「地方標準時」。人類將地球畫分為24個時區，同時區內的鐘錶都要對齊中央經線上的鐘錶。以大家熟悉的跨年為例，由於地球向東自轉，臺灣東邊花蓮的「地方平時」應該要比位置較西的新竹更早一些。因此我們會看到大家搶在花蓮目睹新年第一道曙光。但在時區畫分下，花蓮人和新竹人手上的鐘錶都是以東經120°為基準，所以在跨年的時候是全臺灣一起慶祝。

從上述的例子中我們可以發現，各地原本有各自的「地方平時」，但在經過人為的時區畫分後，臺灣都採用東經120°的地方平時，做為共同的「地方標準時」。而地方平時與地方標準時的差距，只和當地經度與時區中央經線的差距有關，並不隨著時間改變。

而所謂的「均時差」，正是地方太陽時和地方平時的差，也有人稱為「真太陽時」和「平太陽時」的差。

本文經科學月刊授權刊登，原文刊載於此

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責任編輯：蕭汎如
核稿編輯：翁世航