為甚麼今天是冬至?

為甚麼今天是冬至?
Image Credit: Tauʻolunga, Public Domain
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冬至前的夜晚,每一晚的時間都比前一晚長;冬至後的夜晚,每一晚的時間都比前一晚短,所以冬至是冬天正中間的一天。

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有云︰「冬大過年。」這裡的「冬」指冬至。在古中國曆法之中,古人將太陽一年在天空中的軌道分成24份,所以就有黃道24節氣。冬至是一年之中第22個節氣。

冬至在世界各地差不多所有文明裡都有非常重要的意義。冬至前的夜晚,每一晚的時間都比前一晚長;冬至後的夜晚,每一晚的時間都比前一晚短,所以冬至是冬天正中間的一天。現代天文學叫冬至做「winter solstice」——冬天(winter)至日(solstice)的意思。所以「至」並非「來臨」而是「極限」的意思。

為什麼呢?這與地球的自轉軸與公轉平面的夾角有關。如果這個角度等於90度,即如果地球自轉軸與公轉軸的夾角等於0度(方向一致),那麼地球上就不會有季節存在。

事實上,地球自轉軸與公轉軸的夾角約為23.4度,我們叫這個角度做轉軸傾角(axial tilt)。因為地球的自轉軸指向的方向在一年這麼短的時間中幾乎不變(地球自轉軸的歲差現象我們在以後再討論),所以在北半球冬至前後幾天,若從太空之中看,就如下圖所示︰

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圖片由作者繪製。

若在地球上看(即千百年以來人類所看到的),就如下圖所示︰

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圖片由作者繪製。

可見冬至這一天,在北半球看到的太陽軌跡是全年最靠近南方的,所以太陽在天空中的軌跡就最短。換句話說,這一天夜晚的時間就最長了。

由於地球環繞太陽公轉的軌道並非正圓形(雖然非常接近正圓形),在地球上看到太陽在一年中之每天同一時刻劃過天空的軌跡並非均速,因此24個節氣之間相差的日數並不相等。冬至一般都在每年的12月21或22號。

可能由於這一天象徵著一個循環的終結、新的循環的開始,這一天大家都習慣回家一起吃晚飯,有團聚之意,所以有冬大過年之說。

冬至快樂。

延伸閱讀︰香港大學物理系與香港太空館製作的自學天文課程《宇宙的本質》

本文獲授權載,原文見作者博客

責任編輯︰鄭家榆
核稿編輯︰周雪君

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