时差(均时差)与日晷校正计算器
时间
民用时钟按平均太阳时运行 ─ 假设太阳每天都在同一瞬间穿过子午线。真实太阳并不配合。地球轨道是椭圆(1 月运动较快,7 月较慢),且自转轴倾斜 23.44°(太阳运动投影到天赤道并不均匀)。两效应合成即为均时差(EoT),全年在 +16 分(11 月 3 日前后,日晷比时钟快) 与 −14 分(2 月 11 日前后,日晷比时钟慢) 之间振荡,一年四次过零(4 月中、6 月中、9 月初、12 月末)。本工具采用标准天文拟合 EoT ≈ 9.87·sin(2B) − 7.53·cos(B) − 1.5·sin(B),其中 B = 360°·(N − 81)/365,N 为一年中的第几天。再与你所在地相对时区基准子午线的经度修正(子午线以东每 1° 加 4 分钟) 合并,得到真实当地视太阳正午,以及把日晷与腕表对应所需的完整修正。
—
当年第几天
161
B 角
78.90°
均时差
+0m 48s
经度修正
−32m 00s
合计修正 (均时差 + 经度)
−31m 12s
当地视太阳正午
12:31:12
日晷比时钟快: +0m 48s
全年均时差变化
值得关注的日期(今年)
符号约定:正的 EoT = 日晷比平均时钟快(时钟 12:00 时日晷 ≈ 12:16)。负的 = 日晷较慢。经度修正:位于时区基准子午线以东每 1° 加 +4 分钟。
使用方法
- 选择日期 ─ 当年第几天是全部计算的输入。
- 输入经度(度,东经为正,西经为负 ─ 例:北京 +116.4°,洛杉矶 −118.2°,东京 +139.7°)。
- 输入相对于 UTC 的时区偏移(例:UTC+8 北京时间,UTC+9 日本标准时,UTC−5 美东标准时)。
- 读取均时差、经度修正与当地视太阳正午的腕表时刻。
- 查看全年曲线,寻找日晷与时钟一致的日期(均时差过零日)。
常见问题
- 为什么会有均时差?
- 两个原因合成。轨道偏心:地球轨道并非圆形 ─ 约 1 月 3 日近日点、7 月 4 日远日点。按开普勒第二定律,近日点速度最快,因此 1 月里太阳相对恒星向东漂移最快、7 月最慢。黄赤交角:自转轴相对轨道面倾斜 23.44°,黄道上的太阳运动投影到天赤道并不均匀。两个效应各贡献约 ±9 分,有时相加(峰值 ±16 分),有时部分抵消(过零)。
- 为什么除了均时差还要做经度修正?
- 时区是大约每 15° 子午线为中心的 1 小时宽度。北京位于 116.4°E,但中国标准时间使用 120°E 基准子午线 ─ 因此北京当地平均太阳正午比 CST 正午晚约 14.4 分(经度修正 = 4 分/° × (120 − 116.4) = +14.4 分)。均时差在某日全球各地相同;经度修正取决于你与所在时区基准子午线的相对位置。
- 公式精度如何?
- 9.87/7.53/1.5 的拟合公式在当代任意年份精度约 ±15 秒。现代天文库使用更长的傅里叶级数,精度可达秒的若干分之一。日晷设计或粗略天文学使用此式足够;高精度星历应使用 JPL DE 文件或 Skyfield/NOVAS 实现。
- 为何 EoT = 0 那天日晷与时钟仍不一致?
- 因为经度修正。EoT = 0 仅表示视太阳恰好在当地平均地方时 12:00 通过子午线 ─ 若你不在时区基准子午线上,平均地方时 12:00 并不等于腕表 12:00。请加上经度修正(本工具的「经度修正」字段) 才能得到真正太阳正午对应的腕表时刻;其他日期再加上均时差。