一種天文計時單位，指平太陽連續兩次上中天所經歷的時間間隔。它以地球自轉周期為基礎，太陽圓面中心連續兩次上中天經歷的時間間隔則稱為真太陽日。由於太陽在天球上的周年視運動不均勻以及太陽周年視運動在黃道上運行而時角在天赤道上計量，真太陽日的長度在不斷變化，最長和最短相差51s，因此不能直接用於計量時間。實用上，假想天球上一點均勻地沿著天赤道作周年視運動，其運動速度等於太陽在黃道上周年視運動的平均值，該假想點稱為平太陽。
基本介紹
- 中文名：平太陽日
- 外文名：mean solar day
- 學科：天文學
- 定義必要：真太陽日不斷變化
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形成原因
我們知道，地球沿著橢圓形軌道運動的，太陽位於該橢圓的一個焦點上，因此，在一年中，日地距離不斷改變。根據克卜勒第二定律，行星在軌道上運動的方式是它和太陽所聯結的直線在相同時間內所划過的面積相等，可見，地球在軌道上做的是不等速運動，這樣一來，一年之內真太陽日的長度便不斷改變，不易選做計時單位，於是引進平太陽的概念。天文學上假定由一個太陽（平太陽）在天赤道上（而不是在黃赤道上）作等速運行，其速度等於運行在黃赤道上真太陽的平均速度，這個假想的太陽連續兩次上中天的時間間隔，叫做一個平太陽日，這也相當於把一年中真太陽日的平均稱為平太陽日，並且把1/24平太陽日取為1平太陽時。通常所謂的“日”和“時”，就是平太陽日和平太陽時的簡稱。
時長
太陽在黃道上運行的速度不均勻，又因黃道和天赤道不在同一平面內，所以一年中真太陽日的長短不一樣，用它來計時很不方便。在天文學中為了彌補這一缺陷，假想有一天體在天球赤道上以勻速由西向東運行；此速度等於太陽在黃道上運行的平均速度。這個假想的天體，稱為“平太陽”。平太陽相繼兩次下中天所經歷的時間（即一年內真太陽日的平均值）叫平太陽日。平太陽日比恆星日約長4分鐘。一平太陽日分為24平太陽小時，一平太陽小時分為60平太陽分，一平太陽分又分為60平太陽秒。這些就是平常所使用的時間單位。
1960 年以前，CIPM（世界度量衡標準會議）以地球自轉為基礎，定義以平均太陽日之86400分之一作為秒定義，即 1秒 = 1/86400 平均太陽日。 然而地球自轉並不穩定，會因其他星體引力的牽引而改變。1960~1967 年 CIPM 改以地球公轉為基礎，定義西元1900年為平均太陽年。秒定義更改為：一秒為平均太陽年之 31556925.9747 分之一。我們在生活中通常使用的是平太陽日，但也有別的太陽日。
真太陽日
真太陽日又叫視太陽日，其長度是由觀測得來的，也叫實測太陽日。這種太陽日具有明顯的季節性變化，是長短不等的。其原因有：
（1）地球公轉速度不等
太陽日所以不同於地球自轉周期，是由於它不但同地球自轉有關，而且還同地球公轉有關，一日之長是地球自轉和公轉兩種運動的複合反映。由於地球公轉軌道呈橢圓形，所以日地距離不斷變化著。在近日點，地球公轉速度最大，每日達61′，所以冬至前後真太陽日長；在遠日點，地球公轉速度最小，每日運行57′，所以夏至日前後真太陽日最短，兩者長短相差±8秒。
（2）黃赤交角存在
太陽在黃道上運行，而時間的流逝——一日之長是在天赤道上度量的。由於黃道和赤道斜交，故有黃赤交角存在。這樣一來，即使地球公轉是勻速的，每日太陽黃經差都是59′，而由它所造成的赤經差也是不等的。這是因為，每日太陽赤經差是每日太陽黃經差在天赤道上的投影，其長度也隨季節而變化。即由於黃赤交角存在，而使真太陽日在二分前後變短，在二至前後變長，長短相差±21秒。可見，它是導致真太陽日長短不等的主要因素。
由於近日點、遠日點、中日點都在二至點和二分點之後大約十日多，所以秋分較春分距日遠些。因此，秋分比春分的真太陽日更短些。這樣，關於真太陽日的季節變化就可得出這樣結論：一年之中，真太陽日冬至前後最長、秋分前後最短，即“冬至長、秋分短”的結論。兩者長短相差達51秒。這是地球公轉速度不等和黃赤交角存在兩個因素同時發生作用的結果，而主要因素是後者。
