编者按:根据中科院紫金山天文台历算室的介绍,2014年“小满”时间为5月21日10时59分。因为很多朋友对节气的计算存在疑惑,特分享下文以供读者参考。有一次参加科普活动,我问了在场的观众盆友们一个问题:“大家觉得24节气是阳历还是阴历?”大家纷纷说:“当然是阴历呀!这是我们老祖宗发明的嘛,阳历是外国人发明的!
”我说:“那就奇怪了,除夕是阴历,对应的阳历日期在每年都不一样,差别还挺大;但24节气与阳历日期就比较吻合,比如清明一般都在4月5日,夏至在6月21日,立冬在11月7日,前后就算有差异也不会超过2天,像立冬有时候会在11月8日。同样是阴历,差距怎么就这么大呢?”场上沉默了一阵,我还没来得及得意,就有一位观众大叔说:“因为…24节气被假日办修订过?”——好吧大叔你赢了!
还是先解释一下阳历、阴历和农历吧。阳历,就是“太阳历”,是依据太阳的变化来修订的历法,以地球绕太阳一圈的时间为一年。阴历,也就是“月亮历”,是依据月亮的变化来修订的历法。月亮每经历一次从圆到缺的循环,就是一个月。我国古人常把月亮叫做“太阴”,所以也叫“阴历”。至于农历,很多人认为农历就是阴历,其实并非如此!实际上,农历是我国古代人民独创的一种历法,兼顾了太阳和月亮的双重变化,属于“阴阳合历”。
那么,为什么农历要又阴又阳呢?我个人推测,古代中国人可能先观测到了月亮的变化,因为月亮的圆缺变化更加直观,信息更易于捕捉。但同时,我国古代是一个农业社会,当时的农业生产完全是靠天吃饭,需要严格地掌握气候变化的年周期,而这极大地依赖于太阳的变化规律。我国古人慢慢发现,月亮的变化与太阳的变化并不吻合,如果只看月亮的话,每12次月亮的圆缺周期后,就会比太阳的一个周期差出一段时间来。
日积月累,差距越来越大,农业生产完全得不到指导,这不白瞎了吗?!于是,机智的古人就在阴历的基础上,补充了太阳的变化,并总结为24节气。所以说,24节气是农历的一部分,它本质上是阳历,自然就跟现在我们通用的阳历吻合度很高啦。而农历是阴阳合历,因为有阴历的成分,所以跟阳历有较大的差距。实际上,纯粹的阴历使用并不广泛,现在似乎只有伊斯兰教还在用,叫“伊斯兰历”,在我国也叫“回回历”。
这种历法只考虑月亮的变化,跟四季的吻合度比较低,每年只有354天8小时48分,每隔2.7年就跟公历差一个月,每年1月可能出现在春夏秋冬四个季节,用起来太麻烦。
那么,24节气是怎样反映太阳活动的呢?这要从24节气这个概念的逐步形成说起。在春秋战国时期,古人发现,在每一年中,白天和黑夜的时间长短是不一样的。先是白天越来越长、黑夜越来越短,直到某一天(夏至)时,白天最长、黑夜最短。之后白天开始越来越短、黑夜越来越长,直到某一天(冬至)时,白天最短、黑夜最长。之后又开始白天越来越长、黑夜越来越短……周而复始。因此,最早定下来的两个节气,应该是夏至和冬至。
要说古人真是聪明,在东周的春秋时期,就已经有了“日至北”和“日至南”的概念。那时古人虽然不知道地球绕着太阳转,却已经敏锐地指出,夏至时,太阳在最北端,而冬至时,太阳在最南端。这或许是他们从太阳照射物体时的影子长度看出来的。夏至时,物体的影子最短,也就是阳光最“正”;冬至时,物体的影子最长,也就是阳光最“斜”。
虽然我们今天已经知道,准确地说,应该是夏至时,太阳光直射在北回归线上,离北半球的我们最近,我们获取到的太阳能量最多,气温比较高;而冬至时,太阳光直射在南回归线上,离我们最远,我们获取到的太阳能量最少,气温比较低。
但古人在当时那种技术水平的基础上,几乎没有任何观测仪器,居然也能提出类似概念,把日影的长短、太阳的位置和气温的高低,创造性地联系在一起,提出了夏至和冬至的概念,真是了不起!劳动人民的智慧真是逆天!膜拜ing……正如上图所示,夏至和冬至的提出,相当于把一年作了二等分。等到了战国后期,古人进一步把一年作了八等分,于是有了立春、春分、立夏、夏至、立秋、秋分、立冬、冬至,一共8个节气。
夏至、冬至,分别指白天最长和黑夜最长,合称“二至”,“至”在这里有极致的意思。春分、秋分,则分别指白天和黑夜一样长的两天,合称“二分”,代表“平分”。立春、立夏、立秋、立冬,合称“四立”,“立”表示“开始”。这8个节气更清晰地勾勒出了一年四季的划分,记录在《吕氏春秋》的《十二月纪》中。等到了西汉,在《淮南子》一书中,古人更加精确地把一年作了24等分,并分别加以命名,形成了我们今天所知道的24节气。
公元前104年,《太初历》正式把24节气明确到历法中,成为农历的一部分。
这24个节气大致对应一年中的12个月,平均每个月对应两个节气。古人认为这种变化是一种“气”,每月的前一个是“节”,叫“节气”;后一个是“中”,叫“中气”,所以每年一共有12节和12中。慢慢演变之后,简称为24节气。我们可以用口诀来记忆:春雨惊春清谷天,夏满芒夏暑相连,秋处露秋寒霜降,冬雪雪冬小大寒。
首先,正如上次已经介绍过的,24节气是阳历,是依据地球上所观测到的太阳变化而建立的历法。进一步说,它根据的是太阳直射点在地球南北回归线之间的移动。再进一步说,它根据的是地球绕太阳的公转和地轴倾斜造成的黄赤交角。地球公转和黄赤交角都是很稳定的,所以24节气在天文上的定义,从古到今并没有什么变化。
如果我们把地球绕太阳公转的轨道视为一个平面圆,并把春分点看作0度的话,那么每过15度就是一个节气,24个节气正好360度。这个度数是非常精确的,可以精确到某天某时某秒,比如夏至总在6月21-22日中某一刻,而冬至总在12月22-23日中某一刻,其它节气对应的日期乃至分秒,都可以根据公式推算出来。当然,我们平时说到节气,一般不会刻意强调某分某秒,而是按照习惯,把这一整天都当做这个节气。
它所对应的现行公历日期,也是相对固定的,前后相差不会超过两天。所以说,如果24节气仅仅作为天文描述的话,那它真的太准了,而且还将继续准下去。问题在于,24节气实际上加入了很多气候和物候方面的含义,这时候它的准确性就大打折扣了。比如立春,意为春季开始,这就不准确了。从气候学角度来说,把冬季之后5天滑动平均气温值≥10℃的第一天,作为春季开始。
而我国幅员辽阔,各个地区满足这一标准的日期差距很大,比如黑龙江一般在5月初入春,华北平原一般在4月,江浙一带一般在3月上旬,而福建可能更早,要是在青藏高原北部的话,那即使在最热的时候也可能根本达不到这个标准。
当然,24节气原产于黄河流域,主要描述的是这一纬度带的温带季风气候特征,而我国气候资源无比丰富多彩,像新疆内蒙的温带大陆性气候、云贵两广和东南沿海的亚热带季风气候、西藏的高原山地气候、海南和云南广西南部的热带季风气候,肯定是无法套用到24节气中的。但是,即使只考虑黄河流域,每年的气候差异也很大。
以北京一个城市为例,在2002年,3月9日就入春了;但在2009年,4月2日才入春,前后可以差二十多天,这也无法与立春日期(2月3-5日)相对应。再比如,大暑(7月22-24日),意为一年中最热的时候,这也不准确。
大暑时,如果出现连续的降雨,那高温天气可能得到缓解;大暑之后,如果副热带高压来袭,高压内部的下沉气流使得天气晴朗、阳光暴晒,温度可能更高,事实上我国长江中下游一带最热的时候就经常在8月被副高控制时。同理,立秋是秋季开始、立冬是冬季开始、大寒是一年中最冷的时候、雨水是降雨开始、白露是天气转凉等等,当具体到某个地区、某一年份时,其实也都是不准确的。
你也许要说了:我去,你可真无聊,要这么对应当然不准了!人家24节气只是说个大概嘛!你说得太对了!如果只是说个大概的话,那至少在黄河流域,24节气还是能够反映出天气变化的趋势的。比如雨水,如果不说“降雨开始”,而是说“从多年气候平均状况来看,我国黄河流域在这一天之后,降雨总体上将呈现增多的趋势”的话,那就准了……——所以你就知道为什么科研工作者有时候会既龟毛又话唠了!
综上,24节气准不准的问题,要话分两头说:从天文角度来说——准!从气象角度来说——不准,但大致能反映黄河流域的天气变化趋势。需要说明的是,24节气诞生于春秋战国,在公元前100多年的西汉就已经完整收录入历法。
古人在几乎没有什么气象观测仪器的时代,仅凭肉眼观察和身体感受,就能归纳总结出这样一套简练的规律来描述一年四季的更迭变化——即使再不准,那也堪称早慧智商闪闪发光值得我辈双膝给跪——况且人家还能反映趋势嘞!另外,24节气中那些诗意的名称:惊蛰、清明、谷雨、芒种、白露……真是美得让人心尖儿打颤!就算不考虑其天文学上的精准,也足够以其审美价值,列入世界非物质文化遗产么么哒!