漫谈淇县与太阳(上)
郑厚德

   【内容提要】本文利用天文学、地理学、气象学、生物学各主面的知识，研究了淇县与太阳的关系，计算了淇县太阳视运动的自然规律。可供本县各部门在日常生活、工作、太阳能利用、农业生产实践中参考应用。文章共分十个方面：
    1、“世界时”“北京时”与淇县地方时。
    2、淇县的平太阳时与真太阳时。
    3、淇县的寒暑与正午太阳高度角。
    4、淇县的日出和日落。
    5、淇县日照时数和日照百分率。
    6、淇县的曙光和暮光。
    7、淇县昼夜长短变化规律。
    8、淇县太阳辐射和光合有效辐射。
    9、淇县光能利用率和光合生产潜力的估算。
    10、淇县的日影规律和作物行向。
 
          漫谈淇县与太阳
 
    “万物生长靠太阳”。地球上的人类和一切生物都与太阳有着密切的关系。它给予我们温暖和阳光，给予我们食物和能量...。
    地球绕着太阳在旋转 ，每365.25天转一圈，称为公转；地球本身也在转，每23小时56分04秒转一圈，称作自转。这个道理已经成为人所共知的常识。但是，我们平时并不感到地球在转，而是太阳东升西落，每24小时往复一次。夏天日射当头，冬天日斜掠天，晨昏交替，寒暑变迁，好象太阳在绕着我们运动，这就是太阳的视运动。
    太阳距离我们地球的平均距离为14959.8万公里，因为公转轨道是一个椭圆形，太阳位于椭圆的一个焦点上，地球距太阳最近时约在每年的1月3日，距离为14710.3万公里：距太阳最远时约在每年的7月4日，相距15210.6万公里。公转一周为360°。我国习惯把它分为“二十四节气”，每15°一个节气。
    地球的自转称地轴。它与地球公转轨道面不垂直，在近几个世纪内其交角为66°33′。在地球公转时地轴方向保持不变。春分时太阳直射赤道，以后逐渐北移。夏至时直射北纬23°27′的北回归线。秋分时回到赤道，冬至时直射南纬23°27′的南回归线。这一特点，产生了地球上寒暑季节变化。日照长短也因地而异。
    淇县位于北纬 35°30′05″～35°48′26″和东经113°59′23″～114°17′54″之间。县城位置为北纬35°36′，东经114°12′，在地球上不过是一个小点，南距赤道3941公里，北距北极6060公里。由于地理位置上的原因。太阳与淇县相对位置的关系也和其他各地不同，有它独自的规律。为了我们日常工作、生活、生产的需要。利用现代天文学、地理学、数学、气象学、生物学、物理学等知识，来深入研究这个自然规律，是十分必要的。
 
        一、“世界时”“北京时”与淇县地方平时
 
    地球的经度为360度 。世界上统一规定通过英国格林威治天文台的那条经线为0°线，即本初子午线，向东向西各有180°。地球自转时，太阳通过子午线的时刻有不同，每天24小时，每小时越过15°经线。1884年10月，在上次国际会议上把通过本初子午线0°的平太阳时，定为“世界时”每15°一个时区。全世界共划分为24个时区。以时区有中心子午线为标准。两边各包括7. 5°。我国统一采用的“北京时间”，是东八区的标准时。即120 经线的平太阳时，较“世界时”早8小时。
我国从最东部到最西部，横跨4个时区。各地的地方时间和“北京时间”有不同时差，东北长白山区的地方时较“北京时间”要早1小时。新疆帕米尔高原的地方时要比“北京时间”晚3个小时。淇县地方时间与“北京时间”和“世界时”之间的时差。可以根据经度计算出来。淇县城位于东经114°12′。距东八区中心子午线5°48′，所以仍属东八区。“北京时间”可以代表淇县的地方时。但严格说来，它比“北京时间”晚23. 2分钟。比“世界时”要早7小时36.8分钟。
世界时、北京时与淇县地方平时对照表

世界时、北京时、淇县地方平时对照表

N=35.6       E=114.2

 
    毛主席有句诗“坐地日行八万里”，指的是地球在旋转。赤道周长为40075.51公里，每天转一圈就是八万多华里。赤道上的一个点旋转线速度为465米/秒。淇县位于北纬35°36`附近。每天转一周为32622公里，它的旋转线速度为377.6米/秒，所以在淇县不是“坐地日行八万里”，而是“坐地日行六万五千里了”。淇县东西宽28公里，太阳从东马庄东地的淇河边，到纣王店西的三县脑，要走1分14秒。

  
    二、淇县的平太阳时与真太阳时
 
    每天按24小时计算，中午12时为正午，这就是平太阳时。“世界时”、“北京时”都是平太阳时。上面已经谈过，淇县的地方平太阳时比“北京时”晚23分钟，比“世界时”早7时37分钟。但是由于地球公转轨道不是正园形。自转也不均匀，以乃黄道对赤道的倾斜，一年之中， 不是每天中午12时太阳都升到最高点。我们把太阳升到最高点即通过该地子午线的时刻，作为真午12时，这就是真太阳时。
    淇县的真太阳时和平太阳时，在每年四月中旬基本一致，二月上、中旬真太阳时较平太阳时提前多达14分钟，十月下旬和十一月上旬，又推迟16分钟。

淇县真太阳时与平太阳时对照表（时：分）

N=35.6       E=114.2

因为北极点南极点与磁极点位置有差别，指南针指的南北方向与实际子午线并不重叠，有个角度叫"磁偏角"。淇县磁偏角有4°18'。指南针指北向西偏4°18'；指南针指南向东偏4°18'。

        三、淇县寒暑与正午太阳高度角
 
    淇县位于北温带，四季分明，夏暑冬寒春暖秋爽，气候变化有明显的季节性，这个变化与太阳和淇县相对位置及照射强度有关，随着太阳升高而增强，又随着太阳西落而减弱，一年之内它也在变化。冬天角度小，夏天角度大。以当天真太阳时的正午为准。淇县春分和秋分时太阳高度角为54°24’，夏至时可达到77°51’，冬至时只有30°57’。计算时可用公式：
       正午太阳高度角h = δ当地纬度 + φ赤纬
 

淇县主要节气正午太阳高度角（度°分'）

N=35.6°       E=114.2°

注：正午是指太阳照射当地114.2°子午线

    地球周围，被一层空气所包围，这层空气叫“大气层”。太阳光必须穿过大气层才能到达地球表面。由于大气的吸收。散射和反射，辐射强度被减弱。太阳光直接穿过大气的路径，随太阳高度角越大路径越短，高度角越小路径越大。所以，一日之内，早晚太阳冷淡，正午太阳眩目，一年之内，夏天骄阳似火，烈日当空，冬天它的威力却大大减退。
    太阳照到淇县大地的光线，有光效应和热效应。光的强度随太阳高度角的变化而变化，热的变化因地面吸热散热有一个过程，来得要慢一些，在淇县一日之内下午2时最热，凌晨最冷。平均日较差为11℃ 。一年之内“冷在三九，热在中伏”。元月份最冷平均气温1.2℃， 七月份最热平均气温27.1℃ 。

    如果把这些计算数据输入电子计算机的控制系统，就可以使淇县的太阳灶、太阳能热水器和硅光电池的电极板,追逐太阳光，始终保持最佳的方向和角度。春天或秋天利用温室载养蔬菜或花卉。玻璃房坡的坡度以45 为宜。房屋建筑中，要想冬天门前有太阳光照，房屋之间的距离至少应是房屋高度的1.7倍，窗上的遮阳雨棚，至少要外仲到窗高的三分之一左右，才能挡住夏天的烈日。当然不是绝对的，不应仅考虑其极值，必定极值只有几天而已。  
 

         四、淇县的日出和日落

    古诗云：“日出而作，日入而息”。太阳出没的规律，影响着人们日常工作和生活，出没规律，因时因地而异，地理位置不同，出没时刻不同。佳木斯市民观赏日出时，喀什市民仍在甜密的梦乡。三江平时原已经夕西下，帕米尔高原仍赤日当空。在而南极州上的考察队员，可以见到太阳多日不落的奇观，季节不同，太阳出没时刻也不同。在淇县，夏天日出东北日落西北，日照时间最长可达14小时35分，早晨5点多钟太阳就从东方升起，下午7点多钟太阳还不落山。冬天日出东南日落西南，日照时间最短只有9小时44分，早晨7点多钟太阳才姗姗来迟，下午5点多钟就隐入山后。
    日出的壮观景象,日落的绚丽绝彩，经常被人墨客所描绘，要精确地计算出日出日落的时刻和方位，是比较麻烦的。以北京时间为准，淇县主要节气的 日出日落时刻表如下：

淇县主要节气日出日落时刻和方位

N=35.6°       E=114.2°

注：1、时刻为北京时间（时：分）  

        注：2、方位：E、S、W、N、即东、南、西、北

    上表指的日出和日落，指的是地平线，没有障碍物。淇县东部为平原西部为山区，因受大山阻挡，日落比理论计算的时间要早一些，并且距山愈近，影响愈大。另外，上表是根据平原计算的，居住在山顶的地谷岭或深山谷中的对寺窑山村，当作别论。
    泰山日出使很多人津津乐道，若登上淇县尖山之巅看日出，也会心旷神怡，自有一番情趣。但是，日出景象非天天可见，即使晴天也会被淡淡晨雾所掩，一月之内碰不上几天，在淇县看日落的机会要比看日出的机会多得多。
 

          五、淇县日照时数和日照百分率

    太阳从日出到日落可以照射的时间，叫可照时数。一般可用公式：
         Cos t=(Cos 90°51'-Sin φ * Sin δ)/Cos φ * Cos δ   和 2t/15°
    51'是因为太阳视半径和大气折射多出来的。淇县每日可照时数以夏至最长，长达14小时35分。冬至最短，只有9时44分钟。春分、秋分、昼夜平分。可照时数为12时多一点，我国处于北半球，作物生长季节多在春分至秋分之间，这段时间内，越往北日照越长，夏至时哈尔滨要比广州日照长三个多小时。在不同纬度培育出来的作物品种，由于长期生长在不同日照条件下，形成了要求不同日长的生物特性，农业上常把它们分为长日照作物，短日照作物和中性作物。小麦、大麦、油菜、土豆、碗豆等作物属长日照作物，只有到了日照长的夏天才能开花结果。水稻、玉 米、高梁，红薯属短日照作物，只有到秋天日照开始缩短时，才开花结果。淇县的红薯种到海南岛，就能开花结籽，广西来的红麻种在淇县却不能正常结果，从南方来的水稻品种常常生育期延长，推迟开花，成熟很晚，从东北引进良种大豆就会植株变矮，生育期缩短，产量大大降低。荞麦、茄子、黄瓜等作物，对日照长短不敏感，只要条件适宜，各地均可种植。
    母鸡产蛋，也受光照的影响，日照短就停止产蛋，延长光照时间能提高产蛋率。
    太阳光常常被天空的乌云所阻挡，实际照射时间称为“日照时数”，日照时数占可照时数的百分比，叫“日照百分率”。淇县全年可照时数为4434.6小时。实际日照时数为2348.3小时，日照百分水岭率为52%，比同纬度的其他县，偏低一些，这是多云阴天较多之故。
    据淇县气象站1965--1981年十七年实测资料，各月平均日照时数和日照百分率如下：

淇县日照时数和日照百分率

N=35.6°       E=114.2°

漫谈淇县与太阳（上）

漫谈淇县与太阳（中）

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