回歸年，又稱“太陽年”，是指地球連續(xù)兩次通過赤道平面與黃道平面的同一交點（春分點或秋分點，即地球繞太陽公轉(zhuǎn)一周）的時間，即地球繞太陽公轉(zhuǎn)一周的時間。經(jīng)測定，回歸年時長為365日5小時48分46秒（365.2422日），比恒星年（365日6時9分10秒）稍短。
《尚書·堯典》稱“期三百有六旬有六日，以閏月定四時成歲”，這是中國最早的回歸年長度值。中國古六歷的應(yīng)用中，回歸年長度值是365，即365.25日。秦漢以后史書記載頗詳。例如祖沖之歷議稱:“古之六術(shù)，并同四分”。東漢末年劉洪(129—210)，劉洪得出朔望月長度29.530 5422日，同樣可以根據(jù)閏周推出回歸年為365.2462日。兩漢時期，回歸年的實際長度為365.2423日。中國古代的回歸年長度數(shù)值具有逐漸變小的明顯趨勢，時間愈晚就愈接近真實長度，最逼近的數(shù)值出現(xiàn)在明末，當時邢云路利用六丈高表在觀測日影后定出了回歸年長度為365.242190日，與用現(xiàn)代理論推算的精確值相比，誤差僅為-0.000027日，相當于一年誤差2.3秒。1588年，丹麥天文學(xué)家第谷·布拉赫測定了365.2421876日的回歸年長度新值。
一年是氣候變化的周期，氣候由冷變熱，再由熱變冷，這包括了人們從事農(nóng)業(yè)自耕種到收獲的全過程。所以人們從很古的時候起，就用氣候冷熱周期變化這個自然規(guī)律作為計算時間的大單位，把一年作為制定歷法的根據(jù)。。
概念界定
地球圍繞太陽轉(zhuǎn)一周需要1年的時間，稱為公轉(zhuǎn)。地球的公轉(zhuǎn)速度大約為每秒30千米（時速約11萬千米)。公轉(zhuǎn)1周的長度約為9億4000萬千米。
地球公轉(zhuǎn)的恒星周期就是恒星年。它是地球公轉(zhuǎn)360°的時間，是地球公轉(zhuǎn)的真正周期。用日的單位表示其長度為365.2564日,即365日6小時9分10秒。
地球連續(xù)兩次通過赤道平面與黃道平面的同一交點(春分點或秋分點，即地球繞太陽公轉(zhuǎn)一周)的時間稱為一個回歸年。
發(fā)展歷程
據(jù)《尚書·堯典》稱“期三百有六旬有六日，以閏月定四時成歲”，這是中國最早的回歸年長度值。
中國古六歷的應(yīng)用中，回歸年長度值是365，即365.25日。秦漢以后史書記載頗詳。例如祖沖之歷議稱:“古之六術(shù)，并同四分”。《后漢書·律歷志》稱:日發(fā)其端，周而為歲，然其景不復(fù)，四周千四百六十一日而景復(fù)初，是則日行之終。以周除日得三百六十五度四分度之一，為歲之日數(shù)，日行一度。
在《左傳》中有兩段實測記錄。其一是魯僖公五年(前655)“春王正月辛亥朔，日南至”。其二是魯昭公二十年(前522)“春王二月乙丑，日南至”。兩次記錄相隔133年。在公元前5世紀中國已掌握了19年7閏的規(guī)律，如果按照這個閏周我們完全可以導(dǎo)出，朔望月長度為29 422日即29.530 851日。而《史記》的“歷術(shù)甲子篇”關(guān)于大余小余的排列，也證實了這一數(shù)值。
東漢末年劉洪(129—210)，劉洪得出朔望月長度29.530 5422日，同樣可以根據(jù)閏周推出回歸年為365.2462日。劉洪的貢獻具有開創(chuàng)性。《新唐書·歷志》指出:“玄始歷以為十九年七閏皆有余分﹐是以中氣漸差。”于是在元始歷中廢棄19年7閏，改為600年221閏的新置閏方法。從而得出回歸年長度為365.244 306日，朔望月長度為29.530 600日。其精確度都有了很好的改進。
祖沖之對于回歸年長度的確定進一步做了重大的推進，他首先引用了劉洪實測并載于東漢四分歷中關(guān)于立冬和立春的晷影長度記錄，并指出該歷冬至后天“二日十二刻”進而推算出劉宏熹平二年冬至為十一月乙亥夜半后三十八刻，然后通過冬至前后影長推得宋文帝大明五年的冬至?xí)r刻為十一月三日夜半后三十一刻。這兩個記錄相減，即公元461年12月30日31 刻減去公元173年12月22日38刻并除以228年，則根據(jù)陳美東的計算得到回歸年長度為365.2428125日。
兩漢時期，回歸年的實際長度為365.2423日。東漢末年的劉洪敏銳地察覺到這是由于四分歷歲實太大的緣故，于是他在《乾象歷》中得到了一個365.246180日的新值。這個新值使冬至?xí)r刻重新回歸的周期從四分歷的四年延長到589年。《大明歷》反映的回歸年長度數(shù)值是365.2428日。南宋時楊忠輔在《統(tǒng)天歷》中得到了365.2425日的回歸年長度，同時他還發(fā)現(xiàn)，回歸年的長度并不是永恒不變的，他給出的變化值雖然比現(xiàn)代理論值要大。
中國古代的回歸年長度數(shù)值具有逐漸變小的明顯趨勢，時間愈晚就愈接近真實長度，最逼近的數(shù)值出現(xiàn)在明末，當時邢云路利用六丈高表在觀測日影后定出了回歸年長度為365.242190日，與用現(xiàn)代理論推算的精確值相比，誤差僅為-0.000027日，相當于一年誤差2.3秒。
西方人測定回歸年長度的工作進展不大，在十六世紀以前一直行用的儒略歷中，甚至還在使用四分歷的歲實，這個數(shù)值即使與劉洪相比也要遜色得多。為了消除它的誤差，1582年改行格雷果里歷，回歸年長度為365.2425日。這個值雖與楊忠輔的新值相同，但它的出現(xiàn)時間卻是在《統(tǒng)天歷》頒行三百多年以后。1588年，丹麥天文學(xué)家第谷·布拉赫測定了365.2421876日的回歸年長度新值，這個數(shù)值在明末徐光啟編制的《崇禎歷書》中被采用，它的誤差在第谷測定時為-0.0000363日，即一年相差3.1秒，直至崇禎二年(1629年)，誤差才減小為-0.0000278日，與邢云路所定值的誤差相當。
形成原理
春分點是黃道和天赤道的一個交點，它在黃道上的位置不是固定不變的，每年西移50.29”，也就是說春分點在以“年”為單位的時間里，是個動點，移動的方向是自東向西的，即順時針方向。而視太陽在黃道上的運行方向是自西向東的，即逆時針的。這兩個方向是相反的，所以，視太陽中心連續(xù)兩次春分點所走的角度不足360°，而是360°~50.29"即359°59'9.71”，這就是在一個回歸年期間地球公轉(zhuǎn)的角度。因此，回歸年不是地球公轉(zhuǎn)的真正周期，只表示地球公轉(zhuǎn)了359°59' 9.71”的角度所需要的時間，用日的單位表示，其長度為365.2422日，即365日5小時48分46秒。
回歸年測定
測定儀器
測量影長需要同時使用一種特殊的度尺，古人叫它“土圭”，“土”在這里是度量的意思。每當分至日即將來臨的時候，古人就把土圭放在表桿底部的正北，并認真找出正午影長和它相合的日期。
測定方法
回歸年是太陽在天球上連續(xù)兩次通過分至點中任意一點的時間，古人稱之為歲實，這意味著先民對于二分二至的日影觀測普遍給予了同樣的重視。隨著古代歷法立春的不斷后移、以冬至作為一個天文年度起算點的做法才逐漸形成，并且一直被堅持了下來。利用圭表做每天中午表影長度測量，可以直接測定太陽到達冬至點的日期，因為冬至日正午太陽高度最低，此時正午的表影長度比一年中其他任何一天正午的表影長度都要長。事實上，冬至并非總發(fā)生在正午，它可以出現(xiàn)在一天之中的任何時刻,這使古人為求得準確的冬至?xí)r刻就必須進行長期的測算。
由于春分點與秋分點每年向西移動50".因此回歸年較恒星年短，其長度為365.24219日.或365日5時48分46秒·比恒星年短20 分23.5秒。
歷法上的年為了應(yīng)用方便，不采用由歸年，而是采用了完整的天數(shù)。公歷的平年是365天，閏年是366年，每四年一閏，每百年少閏一次。使用的整天數(shù)的年歷法上稱為“歷年”。農(nóng)歷是根據(jù)月亮的朔望月共12個月算一年，一年是354天。每三年有一個閏年，閏年是383天或384天。
相關(guān)研究
中國古代曾經(jīng)產(chǎn)生過90余部歷書，幾乎都是陰陽合歷。這就表現(xiàn)為既有反映回歸年長度的二十四節(jié)氣，又有反映朔望月長度的朔與望的日期，天文學(xué)家在編制歷書時必須選用回歸年長度和朔望月長度兩個天文常數(shù)，而且要通過人為的調(diào)節(jié)手段——置閏，把不為整數(shù)倍的兩個常數(shù)協(xié)調(diào)起來，而使人們使用歷書時感到和諧。當然這種和諧只能是近似的。以至于我們來研究中國古代這兩個天文常數(shù)時無法把它們截然分開。
研究意義
一年是氣候變化的周期，氣候由冷變熱，再由熱變冷，這包括了人們從事農(nóng)業(yè)自耕種到收獲的全過程。所以人們從很古的時候起，就用氣候冷熱周期變化這個自然規(guī)律作為計算時間的大單位，把一年作為制定歷法的根據(jù)。
參考資料 >