南回歸線(Tropic of Capricorn),是太陽直射點回歸運動時移到最南時所在的緯線,其緯度數值等于黃赤交角,大約在23°26′S。南回歸線穿過的大洲包括大洋洲、非洲和南美洲,穿過的大洋包括太平洋、印度洋和大西洋。
南回歸線是熱帶與南溫帶的分界線;南極圈、北極圈則是90°減去回歸線的度數,是南溫帶、北溫帶與南寒帶、北寒帶的分界線。每年冬至日(12月22日左右),太陽直射點南移至此,然后又向北移動。太陽直射南回歸線時,北半球白晝最短、夜晚最長,此后白晝逐漸增長,標志著季節轉換的開始。南半球南回歸線以北(不包括南回歸線)至北回歸線(不包括北回歸線)的區域每年太陽直射兩次,獲得的熱量最多,形成為熱帶。同時,南回歸線也是古代文明制定歷法的重要依據之一。
命名
英文名稱
南回歸線的英文名起源于兩千多年前,占星學家觀測到北半球東至日位置正處在天空中黃道十二宮的摩羯座宮(Capricorn)方位,故稱“摩羯座的熱帶(Tropic of Capricorn)”。但由于地軸進動現象(地軸自轉線以25800年為一周期緩慢搖擺),南回歸線已移動到射手座的位置。
中文名稱
南回歸線在中國古稱“外衡”,這一說法源于七衡六間圖。七衡六間圖是中國古代蓋天說中對太陽周年運動的一種描述形式。首見于《周髀算經》中。它將太陽的周日視運動軌道設想為七條同心圓軌道,從內到外分別稱為一衡、二衡直至七衡,七衡即南回歸線。
概念界定
定義
南回歸線,即南緯23°26'的緯線,同時也作為熱帶和南溫帶的分界線;南極圈、北極圈則是90°減去回歸線的度數,是南溫帶、北溫帶與南寒帶、北寒帶的分界線。是太陽能夠垂直照射的最南緯線,也是一年內太陽在地球上的直射點能達到的最南點所在的緯線。當太陽直射南回歸線時,北半球為冬至日(12月22日前后)。自北向南移動到此,然后轉而自南向北移動。此時,北半球晝短夜長,極夜范圍大;南半球則相反。
相關定義
地理意義
天文特殊緯線
12月22日冬至日,太陽光直射點從赤道南移至南回歸線(南緯23°26),北半球晝短夜長,氣溫逐漸降低,極夜范圍大:南半球則相反。晝長夜短,氣溫逐漸升高。當太陽直射南回歸線時,此時的南極圈以南直至南極,太陽終日不落,出現永晝(極晝);北極圈以北直至北極,則處于極夜狀態。
溫度帶分界線
黃赤交角的存在及地球公轉運動,使太陽直射點在南北回歸線間來回移動,人們根據地球表面熱量差異劃分了五個溫度帶。南北回歸線之間是全球唯一一年兩次接受太陽直射的區域,形成熱帶;北極圈以北和南極圈以南獲得太陽熱量最低,被稱為寒帶;極圈與回歸線之間的區域獲得太陽熱量比熱帶少、比寒帶多,叫做溫帶。因此,南、北回歸線分別是熱帶與南溫帶、北溫帶的分界線;南極圈、北極圈則是90°減去回歸線的度數,是南溫帶、北溫帶與南寒帶、北寒帶的分界線。
緯度值變化
黃赤交角(地球自轉產生的赤道面與地球公轉產生的黃道面之間的夾角)決定了太陽直射點回歸運動的范圍,即回歸線的緯度值。由于黃道面位置的不斷變化,黃赤交角也存在緩慢變化,其范圍在22°00′至24°30′之間,變化周期約為4.1×104年。目前黃赤交角正在以每年0.47’’的速度減小。而南回歸線在以同樣的速度(或者每年15米)逐漸向北移動,截止2020年11月,南回歸線的緯度位于赤道以南23°26′11.3“(或23.43648°)。
穿越地區
地標
非洲
在非洲的納米比亞的等國設有南回歸線相關的路牌和紀念碑,其中包括馬達加斯加和納米比亞的南回歸線標牌、博茨瓦納和南非克魯格國家公園南回歸線紀念碑。
澳大利亞
澳大利亞境內多地設有南回歸線相關的標牌和紀念碑,其中包括昆士蘭州羅克漢普頓路邊的南回歸線紀念碑和迪亞曼蒂納發展路上的南回歸線路標;西澳大利亞州的南回歸線路標以及愛麗絲泉北領地的南回歸線紀念碑。
南美
南美智利的安托法加斯塔以北的紀念碑、阿根廷胡胡伊省的日晷,也是為了紀念南回歸線穿過城市。
相關研究
天文學研究
太極圖
太極圖是古人立桿測日影所得實測圖,反映了日地體系關系,反映了太陽周年、周日的運動規律。陰陽源于太陽,向太陽為陽,背太陽為陰,太陽從南回歸線向北運動到北回歸線形成的春夏為陽,從北回歸線向南運動到南回歸線形成的秋冬為陰,是太陽運動產生了陰陽的各種變化。
歷法系統
古代文明在觀測太陽的運動過程中,逐漸認識到南回歸線和北回歸線的存在,并根據這些天文現象制定了各自的歷法系統。例如,古埃及人通過觀察尼羅河的水位變化,與太陽的運動相對應,制定了世界上最早的太陽歷。同樣,巴比倫人、中國人和瑪雅人等文明也都有自己獨特的歷法,這些歷法都充分考慮了太陽在南回歸線和北回歸線之間的運動規律。
在這些歷法系統中,南回歸線的位置是制定歷法的重要依據之一。通過觀測太陽在南回歸線附近的運動軌跡,古代天文學家能夠精確地計算出冬至和夏至的日期,進而確定一年的長度和季節的更替。
其中十月太陽歷,源于遠古人的立桿測影,測影的方法通行用八尺表桿在夏至日為一年測影之始;也通行用圓盤測日影。圓盤周長360度,太陽日行1度,圓盤的轉一度,一年轉360度,即一個回歸年。一個回歸年的長度為365.25度。當太陽由北回歸線往南運動,圓盤轉到180度時,太陽還沒有運行到南回歸線上,長度還差2.625天,所以古人就把這等待的2天(2.625天去小數,只取整數)作為冬至的過年日,叫做小年夜。同樣的道理,當太陽由南回歸線往北運動時圓盤轉到180度時,也需要等待夏至尚缺3.25天,所以古人以3天作為夏至年的過年日。這樣,一年的實際天數就是360天加過小年的2天和過大年的3天,共365天。余數實行四年一閏。
氣候學研究
二十四節氣
二十四節氣是中國人通過觀察太陽周年運動而形成的時間知識體系及其實踐,被國際氣象學界譽為“中國的第五大發明”,并在2016年被正式列入聯合國教科文組織人類非物質文化遺產代表作目錄。
太陽直射南回歸線時,北半球白天時長達到一年中的最小值,這一天是北半球的冬至日。冬至日這一天北極圈及其以北地區會出現極夜現象。相反,當太陽直射北回歸線時,是北半球的夏至,此時北極圈及其以北地區則會出現極晝現象。春分和秋分是太陽直射赤道的時候。冬至、夏至、春分、秋分在天文上有明顯特點,是最早被測出的四個節氣。它們標志著寒暑的更替,將一年均分為四個部分,每部分大約九十一天。但九十一天的時段太長,無法細致地反映氣候和農時的變化。因此,人們需要更精細的時間劃分。經過長時間的研究和實踐,古人最終決定將一年平均分為二十四份,每個節氣大約持續十五天,從而更好地適應氣候和農時的需求。
參考資料 >
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How fast does the Earth spin at the Tropic of Capricorn?.short-fact.2024-03-09
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The Tropic Of Capricorn Spire . Attractions | Queensland.2024-03-06
Tropic of Capricorn Milestone.astronomic tourism.2024-03-06
“二十四節氣”正式列入聯合國教科文組織人類非物質文化遺產代表作名錄.中華人民共和國文化和旅游部.2024-02-22