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地球上最接近太阳的地方

Sairecabur, by Gerard Prins, Licensed under CC BY-SA 3.0 via Wikimedia Commons

Sairecabur, by Gerard Prins, Licensed under CC BY-SA 3.0 via Wikimedia Commons

看到一则关于青藏高原的广告词:“这是地球上最接近太阳的地方!”

乍一看好像是真的,细想不对。

青藏高原是“世界屋脊”,海拔最高之地,海拔最高就是全球最高么?恐怕不是这么简单。地球不是完美的球形,拿覆盖在地球表面的薄薄一层水来做高度参照物,不是正解。

地球的自转把赤道部位甩得比南北极略鼓出来一些。厄瓜多尔的钦博拉索峰(Chimborazo)海拔只有6268米,但因为它在南纬1.5°,极近赤道,脚下踩着天然内增高,它的峰顶比珠穆朗玛峰顶还要远离地心2168米,是一座真真正正的世界最高峰。

还有,在任何时刻,地球被太阳直射的那一块离太阳最近,而其它部位则被球面弯向后方。这个几何原理决定了我们只能在南北回归线之间寻找最接近太阳的地方,青藏高原更要被淘汰了。

钦博拉索是全球的真正最高点,它又在赤道附近,有机会被太阳直射,那么它应该就是最接近太阳的地方了吧?

钦博拉索每年被太阳直射两次,一次春分前,一次秋分后。可惜,这两段时间,整个地球离太阳还不够近。

地球围绕太阳运行的轨道是一个椭圆。每年1月初,地球运行到近日点,这时,它比一年中任何时候都更靠近太阳。和7月初在远日点相比,二者之差约5百万公里。

在近日点这天,太阳直射南纬22°45’。这个纬度上的最高峰才是真正的离太阳最近的地方。我们来找一找。嗯,找到了,位于玻利维亚-智利边界上的塞雷卡布尔(Sairecabur)火山,南纬22°43’,5971米。

还差2’,会不会很要紧?计算一下,这个2’的差距会让峰顶再远离太阳1米,扭转不了大局。在这么小的纬度差上,身高显得更重要。但纬度差太大的话,身高就没优势了。同一天的钦博拉索,因为20°的纬度差,被地球球面向后扳了384公里。

关于历法的事儿

September, October, November, December这些月份的词根实为7、8、9、10。
又,恺撒和屋大维各自拿名字/尊号命名了7月和8月。

这两件事实一拼合,给人留下一个错觉:7、8、9、10是因为前头被两位牛人楔入了两个月,而被推移成9、10、11、12。基于这个错觉,我到处寻找此前的11月和12月分别叫什么。

后来我发现,恺撒之前,7月和8月原称Quintilis(5)和Sextilis(6)。恺撒之前的罗马历是乱七八糟的,最初只有10个月,March~June是第1~4个月,而今天所说的7月到12月,当时排名5~10,也分别以5~10命名。一年300天左右,连罗马人自己也觉得10个月实在短得不对,又加了January作为岁首,February作为岁尾(我没写错),再后来,February又被移到January之后,这就有了12个月的雏形。在这个雏形的基础上,恺撒和屋大维的名字/尊号覆盖掉了Quintilis和Sextilis、曾经的5、6(被January和February挤成了7、8),于是12个月的名字就成了现在的样子。

快速总结一下:

最初:Mar, Apr, May, Jun, Qui, Sex, Sep, Oct, Nov, Dec
后来:Jan, Mar, Apr, May, Jun, Qui, Sex, Sep, Oct, Nov, Dec, Feb
再后:Jan, Feb, Mar, Apr, May, Jun, Qui, Sex, Sep, Oct, Nov, Dec
最终:Jan, Feb, Mar, Apr, May, Jun, Jul, Aug, Sep, Oct, Nov, Dec

太阳·鸟

太阳黑子群AR2192和飞鸟

太阳黑子群AR2192和飞鸟

太阳黑子AR2192

太阳黑子AR2192

刚才拍太阳的大黑子群AR2192时,意外地拍到一只飞鸟!可惜它只剩尾巴和一半翅膀在日轮里,这已经很难得了,虽然太阳看起来似乎很大,其实它的张角只有0.5度。

右为天文望远镜里的太阳黑子群AR2192,即题图太阳右侧的黑子群。从山上回来后头一次用天文望远镜配相机,手忙脚乱,拍得很差,不过黑子群的猫爪轮廓依稀可辨。

❗ ❗ ❗ 注,单反爱好者们别随意拍太阳,如果你的镜头前没有专业太阳滤膜遮挡,那么你的眼睛会在取景框那里瞬间烧瞎的。

木星探测气球?

木星大红斑·图片来源维基百科

木星大红斑·图片来源维基百科

说登陆太阳没人信,说登陆木星也许有人信。
说登陆木星没人信,说把一艘船在木星下海也许有人信。
说在木星下海没人信,说在木星表面飘个气球也许有人信。
对啊,干吗非要绕着飞,为什么不在木星表面飘个气球?

MH370分析图

MH370失踪分析

MH370失踪分析

以下时间,除非特别标准,均指东八区时间,即北京时间和吉隆坡时间。

3月15日,第一稿。依据信息“2:15在槟榔屿西北200英里(322公里)处,8:11最后联络卫星,最后已知速度是872公里/小时。”已槟榔屿西北200英里为圆心,5232公里为半径作一大圆。圆外地图画面去色。用Stellarium软件查得3月8日太阳赤纬-5.02°,依此信息作8:11时的晨昏线。依照8:11所联系的Inmarsat卫星及40度俯角数据,作红色圆弧,飞机在彩色地图范围内的圆弧上。

晨昏线本来是为了琢磨劫机者的想法的:8:11时,如果飞机在晨昏线以东,乘客们会奇怪为什么下面是大海(若无云)。如果飞机在晨昏线以西,乘客们会奇怪为什么天还没亮。开飞机的人更愿意乘客怎么想?这个还没有琢磨出来,就先遇到了不实信息传言:“3月19日,马尔代夫哈沃鲁日报报道,马尔代夫库达胡瓦杜岛多名居民称,3月8日曾看到一架大型客机从北部向东南方飞去,还看到白底红纹,舱门都看得清楚。”按照晨昏线一查就知道,马尔代夫那时天还未亮,此消息纯属刷存在感。

3月17日,加了个872公里的标尺。彩色地图的大圆,是基于“飞直线所能到达的最远距离”所绘,而如果飞机采取了躲避雷达的路线,则未必能飞到大圆边界上。872公里标尺是为了估计绕行路程所用。

3月20日,叠加了印度洋洋流图。如果澳大利亚称在3月16日拍到的卫星图上发现了一些疑似残骸,那么在盛行西风漂流的地方,他们今后的搜索海域应该向东偏移。

3月20日,认为飞机不可能出现在北方大陆上,把印度洋分析图做大些(如下)。图中底部三个图形纯属猜想:3月8日油尽坠机在晨昏线附近(机长想看最后一次日出?),3月16日,随着西风漂流和南印度洋寒流,漂移到澳大利亚卫星拍到的疑似残骸位置。3月20日,应该再向东漂移前述一半的路程。

MH370印度洋分析图

MH370印度洋分析图

1:19:29道晚安,1:20失联,半分钟的时间差。如果是劫机,这么准确的掐点,基本上只有机长做得到了。机长不需要对副机长采取暴力,只需要简单地说一句:“你帮我喊一下乘务长,给我弄杯咖啡。”或者“我怎么闻到一股烟味儿?你去机舱看一眼。”然后锁上驾驶舱即可。

1989年2月,联合航空811号班机因货舱失密造成机身破裂,9位乘客即刻被气流吸出舱外。幸免遇难的乘客当时以为飞机必毁,于是纷纷为现场拍照,如果被搜寻人员找到,则利于事故调查。1985年8月,日本航空123号班机尾翼脱落,在空中挣扎了半个小时后坠毁。坠毁前,乘客也拍照展示机舱内场景。黑匣子只能记录两个小时的驾驶舱语音,所以应答机被关掉的时刻、究竟发生什么,恐怕再也无人知道。但我祈祷乘客里有菩萨能以照片、语音、视频来告诉大家,这几个小时是怎么回事。

初试望远镜

月亮 2014-03-17

月亮 2014-03-17

土星 2014年3月16日

土星 2014年3月16日

太阳黑子的浓淡层次,2014年3月18日

太阳黑子的浓淡层次,2014年3月18日

月亮 2014-03-18

月亮 2014-03-18

晨昏线上的一串环形山 自下而上:Langrenus, Vendelin, Petavius, Furnerius

晨昏线上的一串环形山
自下而上:Langrenus, Vendelin, Petavius, Furnerius

危海,两个小撞击坑Picard(左)和Peirce(右)

危海,两个小撞击坑Picard(左)和Peirce(右)

巴洛镜-佳能单反转接环

巴洛镜-佳能单反转接环

UKON电子目镜

UKON电子目镜

天文望远镜的目镜和适配器

天文望远镜的目镜和适配器

10毫米目镜

10毫米目镜

20毫米正向目镜

20毫米正向目镜

2倍巴洛镜

2倍巴洛镜

天文望远镜

Celestron AstroMaster 130 天文望远镜

Celestron AstroMaster 130 天文望远镜

宇光户外专营店订了个星特朗(Celestron)130EQ反射型望远镜,今天收到。

手持相机从天文望远镜目镜里拍到的土星

手持相机从天文望远镜目镜里拍到的土星
2002年

摄影配件选了全部的套装(单反、手机、电脑USB),这样拍起来选项更多些,免教俺痛苦地回放当年手持小相机、哆哆嗦嗦地往目镜里凑的悲惨经历(见右边渣图)。

当晚校准了寻星镜,就是把主镜和寻星镜调平行,这样,天体出现在大视野的寻星镜中心时,主镜里就能看到它。更精确地说,是出厂已校准过,我算是查验一下。

也爬到顶楼看一眼,可以上楼顶,无遮掩的天空,真好。坏消息也是有的:这里是成都,得使劲等晴天。

3月11日更新:中午晴了一会儿,把望远镜物镜端罩上巴德膜,接了佳能相机转接环,雾气蒙蒙地拍了一会儿太阳边缘的黑子(下图)。图中的小太阳,是佳能小白镜头下的拍摄尺寸,放在这里感受一下。经计算得知,望远镜是小白的19.4357倍。不过,放大倍数不是评价天文望远镜性能的关键指标,镜口越宽,成像才越锐利。今天的照片拍得挺糊的,天气是一个原因,对焦毛糙是另一个原因。

天文望远镜和佳能小白所拍到太阳的大小对比

天文望远镜和佳能小白所拍到太阳的大小对比

佳能EOS-20D单反相机

佳能EOS-20D单反相机

有了无敌兔之后一直想把鸡肋20D出手,一直也没出去。现在倒也不用出手了,留着做天文望远镜的配件吧。

写给自己的注意事项:

一、赤道仪的主轴方向很重要。朝北天极对得越准,使用时越是省力省心。天体在主镜视野里因地球自转漂移时,只需要调整赤经旋杆就能跟踪它了。把赤道仪装在三脚架上时,让它和三脚架的一条腿方向一致。当三脚架的这条腿指向北方时,赤道仪的主轴也大致指向了北方。

二、由赤道仪的原理,顶图里的望远镜姿态是观测北方天空的典型姿态(因赤道仪主轴指向北极星),而对于观测黄道和南方天空,下图才是正确的姿态。这就要求望远镜需要做两个方向上的配平:一是赤经轴上,镜筒要和配重块平衡;二是赤纬轴上,镜筒的前端和后端平衡。不能把配重块仅仅理解为“防止望远镜倾倒的工具”,一旦配平后,望远镜在任意方向上静动自如,自己就不用和地球重力较劲。

三、拍摄时,按快门会造成镜筒抖动。如果没有快门线,就应该使用自拍模式,给镜筒和相机十秒的稳定时间。因为天体在极小视野里移动得非常快,所以要事先留好余量,让天体在十秒后走到视野中心。另外曝光时间也要短,以减轻拉丝。

Celestron 130EQ 天文望远镜

Celestron 130EQ 天文望远镜

太阳黑子

2014年1月7日的太阳黑子

2014年1月7日的太阳黑子(AR1944)

2014年1月3日的太阳黑子

2014年1月3日的太阳黑子

【警告】不能用肉眼直接观看太阳,更不能通过未经铝膜减光的照相机取景器观看太阳!必须在太阳光进入镜头前减光,而不能把减光膜放在取景器一端!

今天的太阳黑子(AR1944,上图)有点猛。几天前,它们刚刚从太阳身后转过来时(右图),还没有看出像今天这么有出息。

据NASA估计,日面中央的那个大黑子群相当于七个地球的大小,并伴随X类太阳耀斑。受耀斑释放能量之影响,轨道科学公司的“天鹅座”飞船被迫推迟发射。

近日点

日轮在近日点和远日点的大小差异

日轮在近日点和远日点的大小差异

【警告】不能用肉眼直接观看太阳,更不能通过未经铝膜减光的照相机取景器观看太阳!必须在太阳光进入镜头前减光,而不能把减光膜放在取景器一端!

可能你还是觉得很冷,但今天,是一年当中整个地球最暖和的时候。地球正在通过近日点(北京时间今晚20点到达),椭圆轨道上里太阳最近的那个位置。此时的太阳也是一年中看起来最大的.

每年的1月初,地球经过近日点,7月初,经过远日点。两点的地日距离相差3.4%,这个差别可以被配备200mm长焦镜头的照相机察觉验证。

2013年7月6日,2014年1月4日,用同一机器、同一镜头的最大焦距分别拍到太阳如下两图。用Photoshop把两张照片按照“差值”方式叠加,就得到了题图中的光环。在Photoshop里测得远日点的太阳直径大约276像素,近日点的大约285像素,二者差异3.2%(每像素可带来0.4%的误差),基本上验证了前述之地日距离差异。

对南半球来说,现在算是小暑。再加上凑近太阳烤火的地球……雪龙号,整个世界只能帮你帮到这里了。

【注】嗯嗯,月份和地日距离的关系没有弄反,地球在冬天离太阳更近,夏天离太阳更远,这是真的。只要想得更广阔一些,把“冬天、夏天”替换成“北半球的冬天、北半球的夏天”,就能明白地球上的寒暑感觉是区域性的,是地球自转轴倾角带来的差异,日地距离对气温的影响相比之下可以忽略。

闰月和节气

moon-20130624

终于搞懂了一件事,闰月是怎么安插的。原来只要一个农历月不含“中气”(阳历月里,定期在每个月的22号附近出现的那个节气),后面就要放一个闰月。乍一听,闰月似乎会很多,实际上,大部分的农历月都能含一个“中气”,即使赶不上月末也能赶个月初。只有那些29天的农历月,前后正好卡在两个中气之间的(平均30天半的间隔),才需要闰。

这么得到的第一个简易推论,闰月的第一天一定出现在阳历的23号左右,这样它刚好错过前一个中气,也正好够不着后面那个。

第二个推论是,北半球的冬天,地球离太阳近,运行得快,作为阳历概念的节气(依太阳黄经而定)间隔稍短,夏天反之(参考阅读《手机上的天文》)。夏天的节气间隔较长,两个中气正好把一个农历月卡在中间的概率,夏天较高。闰五月(阳历7月)的数目应该比闰十一月(阳历1月)高得多。

找到验证信息了,从公元前103年到公元1644年,连续1747多年的记录,闰十一月出现了38次,最低。闰五月出现了70次,最高。推论被验证了。有趣的是它们各自的邻居都和它们分布相反,属于被它们抢夺或赠送中气的趋势。

阳历23日左右闰月第一天的这个推论也验证了,阳历的2014年10月24日就会闰九月(正好卡在霜降和小雪之间),再下一个闰月是2017年7月23日,错过了大暑、又没赶上处暑。

这条知识终于让我对二十四节气有了些敬意,而非仅仅把它理解为纯阳历的概念,以为中国古代的贡献无非就是为它们命名,赋以物候的含义用于指导北方农业生产。我对二十四节气的新理解是这样的:虽然在月亮历法里,二十四节气显得很麻烦很不合群,每年都得推算,但多亏了这些节气,起到校准的作用,把太阴历和太阳历的偏移量控制在30天以内。

以下数据来源维基百科

公元前103年至公元1644年:

闰冬月 闰腊月 闰正月 闰二月 闰三月 闰四月 闰五月 闰六月 闰七月 闰八月 闰九月 闰十月
38 61 52 48 63 49 70 48 51 54 48 61

1810年到2409年的600年里,闰月分布则是(天文数据观测更精密,分布曲线更平滑):

闰冬月 闰腊月 闰正月 闰二月 闰三月 闰四月 闰五月 闰六月 闰七月 闰八月 闰九月 闰十月
4 0 2 16 27 38 43 38 28 15 5 5