宇宙学 · 恒星与黑洞 · 太阳系
17路(17LUBBS) · 看见更远的宇宙

二十四节气量的是太阳黄经,所以间隔并不相等

翻日历会发现,立春有时在 2 月 3 日,有时在 2 月 4 日;清明有时在 4 月 4 日,有时在 4 月 5 日。这个一天的浮动不是印刷错误,而是节气本身的性质决定的。

二十四节气按太阳黄经每 15 度划分,春分 0 度、夏至 90 度、秋分 180 度、冬至 270 度。地球公转速度不均匀,相邻节气的间隔在 14.7 天到 15.7 天之间变化,平均 15.2 天。1645 年起中国历法改用定气,按太阳实际位置定节气。

节气分的是太阳,不是月亮

农历的月份按朔望月排,一个月 29 或 30 天,与太阳无关。节气相反,它只看太阳在黄道上的位置。

太阳沿黄道一年走一圈 360 度,每走 15 度设一个节气,24 个节气正好走完。春分是太阳直射赤道、黄经 0 度的时刻,冬至是黄经 270 度。

所以节气本质上是阳历成分。它嵌在农历里,但计算依据与月相完全无关。这也是为什么节气在公历上的日期相当稳定,而在农历上飘忽不定。

每 15 度一个,但相邻间隔差一天

如果地球匀速公转,每 15 度对应的时间就一样长。但地球的轨道是椭圆,近日点附近跑得快,远日点附近跑得慢。

地球在一月初经过近日点,此时公转最快,太阳在黄道上每天走过的角度最大。冬至前后两个节气之间的间隔因此最短,约 14.7 天。

到了七月初的远日点,公转最慢,间隔拉长到约 15.7 天。平均值是 365.2422 除以 24,约 15.2 天。这就是节气日期会前后浮动一天的来源。

1645 年之前,节气是按时间均分的

古代用的方法叫平气:把回归年的长度均分成 24 份,每份 15.218 日,从冬至开始依次排出二十四节气。

平气的好处是算法简单,坏处是与太阳的实际位置有偏差。偏差最大时可达一两天,对农业安排和日月食推算都有影响。

清顺治二年,即 1645 年,颁行时宪历,改用定气:直接计算太阳到达每个 15 度整数倍的时刻。此后节气时刻与天象严格对应,代价是计算量大增。

「无中气置闰」把两套历法缝在一起

二十四节气分两组:立春、惊蛰、清明等十二个叫节令,雨水、春分、谷雨等十二个叫中气。中气排在每个农历月的后半段。

朔望月平均 29.53 天,比两个节气的间隔短一点,所以中气会逐月往后挪。当某个月里排不进中气时,这个月就被定为闰月。

这套规则让农历的月份始终大致对应季节:没有闰月调节,几年之后正月就会跑到夏天去。节气在这里充当了阳历的锚点。

参数 数值 口径与来源
春分太阳黄经 0 度 天文定义
夏至太阳黄经 90 度 同上
秋分太阳黄经 180 度 同上
冬至太阳黄经 270 度 同上
相邻节气平均间隔 约 15.2 日 回归年除以 24
冬至附近最短间隔 约 14.7 日 视太阳运动计算
定气启用年份 1645 年 清《时宪历》

哪些是观测,哪些还是推断

观测证实节气时刻可以用天文算法精确计算,也能用圭表测影独立验证;冬至影最长、夏至影最短,是可以逐年复核的事实。
理论预言地球在近日点附近角速度最快,因此冬至前后的节气间隔应当最短。开普勒第二定律给出这个推论,实测的间隔分布与之一致。
尚未定论二十四节气完整体系的形成年代,学界有不同说法,从先秦到西汉都有主张;个别节气名称最早出自哪部文献,也存在争议。

常见问题

节气是农历的一部分吗?

是农历的组成部分,但性质属阳历。农历是阴阳合历,月份看月相,节气看太阳,两套系统靠闰月协调。

为什么清明总在 4 月 4 日或 5 日?

因为清明对应太阳黄经 15 度,这个时刻落在公历 4 月 4 日或 5 日。公历本身也是按回归年排的,所以节气在公历上的日期很稳定。

南半球的节气一样吗?

黄经定义相同,但季节相反。当北半球过夏至时,南半球正是冬季,节气名称里的季节含义在南半球不适用。

延伸阅读

  • 《清史稿·时宪志》,中华书局点校本
  • 陈遵妫《中国天文学史》,上海人民出版社,1980
  • 联合国教科文组织非物质文化遗产名录「二十四节气」条目(unesco.org)
免责声明:本文为科普性整理,依据文末所列公开资料与观测数据写成,不构成科研结论或任何形式的建议。科学认识会随新观测与新模型修正,引用请注明来源。如有侵权请联系删除。
文章名称:二十四节气量的是太阳黄经,所以间隔并不相等
文章链接:https://www.17lubbs.com/solar-terms-astronomy/
↑