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地球绕太阳公转一周，产生了四季

地球自转一周，产生了昼夜

古人根据一天中日影的方位变化

制成了日晷来计时

又根据正午时分圭表上日影的长短

来记录季节的变化

对于北回归线以北的地域而言

冬季日影偏长，夏季日影偏短

一般情况下

夏至日是全年日影最短的一天

今年（2024年）的夏至

将在北京时间

6月21日（明天）04时51分到来

夏至意味着地球来到了远日点

同时太阳的赤纬也升到了最大值23°26′

对于不同的城市而言

究竟几月几日几时日影最短呢？

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▲日晷（左）与登封观象台（右）。图片来源于网络

日影最短时刻

是如何计算出来的？

计算一年中日影的最短时刻

实际上就是计算一年中

太阳高度角最大的时刻

这就需要进行一系列坐标系转换

太阳在地心黄道坐标系中的位置

通常用地球绕日运动轨道的

六根参数来描述

那么我们首先要将太阳的三维坐标

从黄道坐标系下转换到赤道坐标系

这一过程会用到黄赤交角

第二步是将太阳的三维坐标

从赤道坐标系下转换到地平坐标系

这一过程会用到世界时、

测站经纬度等参数

这些旋转变换完成后

就可以得到太阳在地平坐标系下的

实时高度角和方位角

所谓日影最短时刻就是

一年中太阳的高度角最大时刻

依此作为判断标准

就能计算出不同城市的日影最短时刻

上述计算过程中

需要用到世界时（Universal Time）

来推导出地球自转角

这里所用到的世界时参数

就来自于中国科学院国家授时中心

自主测量并发布的世界时测量结果

经过计算

国家授时中心守时理论与方法研究室

给出了我国一些城市

日影最短的时刻（北京时间）

不同城市之间的差异

主要由其所处位置的经度不同引起

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▲上表为部分城市日影最短时刻（北京时间2024年6月21日）

届时大家可以立竿见影

一试长短

来源：中国科学院国家授时中心

责任编辑：刘映含 王颖