- 「太陽日」的定義:
一個「真太陽日」是指太陽連續兩次經過同一地點子午線(達到最高點)所經歷的時間間隔。我們日常使用的鐘錶是根據「平太陽日」(24小時均分)來運行的,但由於地球公轉軌道是橢圓形以及地軸傾斜,導致真太陽日的長短在一年中會有所變化。 - 地球的公轉速度:
根據克卜勒行星運動定律,地球在軌道上公轉的速度並非固定不變。 - 在近日點(約在每年1月3日前後),地球最靠近太陽,公轉速度最快。
- 在遠日點(約在每年7月4日前後),地球離太陽最遠,公轉速度最慢。
- 公轉速度如何影響太陽日長短:
地球不僅在公轉,同時也在自轉。當地球公轉速度較快時(如在近日點),它需要在完成一次自轉(360度)後,額外多轉一點角度才能讓太陽回到子午線上的相同位置。這個「額外的角度」需要「額外的時間」來完成,因此太陽日就變長了。
總結:
正因為地球在近日點時公轉速度最快,需要補償的自轉角度最大,所以太陽日的時間最長。反之,在遠日點時公轉速度最慢,太陽日則最短。
地球在近日點和遠日點時,因公轉速度不同而需要補償的自轉角度與太陽日時間差如下:
詳細數據說明
下面的表格清晰地展示了地球在近日點和遠日點時,為補償公轉速度差異所需的額外自轉角度以及由此導致的真太陽日與平太陽日的時間差:
💁 原理與計算解釋
為了讓您更直觀地理解背後的原理,整個過程可以分解為以下幾個步驟:

總結來說:
- 公轉速度是關鍵變數:這個現象的核心驅動力是地球公轉速度的變化。如圖所示,
速度差異直接導致了需要「追趕」的太陽位置遠近不同。 - 角度與時間的轉換:我們知道地球自轉 1度大約需要4分鐘。將上述角度差換算成時
間,就能得到真太陽日與平均長度(24小時)的秒數差。
近日點補償的角度更大,因此時間差也更顯著。