2.1 太陽周年視運動

地球繞太陽公轉的實際軌道是橢圓形的，但橢圓的扁平程度很小，可以近似地將其看作一個圓。太陽在橢圓的一個焦點上，可以近似地認為它位于圓心。地球在距離太陽約1.5億千米的軌道上一年轉一圈，這是地球公轉的真實運動。不管地球在軌道上轉到什么位置，總是向著太陽那一邊的居民過白天，背著太陽那一邊的居民過黑夜。由于地球自轉的周期是一天，所以晝夜在約24小時之內交替。同時地球繞太陽公轉的周期是一年，約365天，轉一圈是360度，因此一天走1度左右。公轉運動相對自轉運動來說要慢得多，當然這是就轉動角速度而言的。對于實際的運動線速度，地球公轉是自轉的64倍。

地球在軌道上運動，有4個特殊時刻：春分、夏至、秋分、冬至。它們也是我國農歷中4個重要的節氣。下圖所示的是在這4個特殊時刻，地球運動的情況和太陽在星空背景中所處位置的變化情況。春分是每年公歷的3月21日前后。這時，太陽會直射赤道，南北半球獲得等量的光和熱。從地球上看，太陽在黃道上的雙魚座中的春分點。實際上，人們不可能在白天看到雙魚座，因為由大氣分子散射的陽光把星光都遮掩了，太陽旁邊的星就看不見了。只有一種特殊情況，那就是發生了日全食，月球把太陽圓面擋住，天空變黑，這時就可以看到太陽旁邊的星了。但由于日全食較為罕見，所以我們平常總是看不到太陽旁邊的星。等到子夜，在同樣位置處，地球上的人們看到的是秋分點所在的室女座。

春分時地球和太陽的位置

夏至時地球和太陽的位置

夏至時，也就是每年公歷6月22日前后，太陽直射北回歸線，北半球獲得的光和熱多于南半球，太陽位于黃道上的雙子座中的夏至點，而半夜看到同樣位置處變成了人馬座。秋分時，也就是每年公歷9月23日前后，地球轉到了圖中正上方的位置，太陽位于黃道上的室女座中的秋分點，半夜里看到同樣位置處變成了雙魚座。到了冬至，也就是公歷12月22日前后，太陽位于黃道上的人馬座中的冬至點，半夜同樣位置處看到的是雙子座。再過3個月又回到春分，地球完成公轉一圈。太陽也在星空背景中沿黃道上的雙魚座—雙子座—室女座—人馬座，又回到雙魚座，轉了一圈。這就是太陽的周年視運動，星空的周年變化也是因為這種運動產生的。太陽相對于遠方的恒星實際上沒有這種運動，而在地球上的人看來存在這種運動，所以叫作“視運動”。

秋分時地球和太陽的位置

冬至時地球和太陽的位置

人們通?？床坏教柵赃叺男强?，那么古人是怎樣總結出太陽一年中在星空背景中的運動情況的？

不論是在古代中國還是其他古文明，古人經過長期觀察，總結出太陽視運動遵循這樣的規律：白天太陽旁邊的星應該是半年前半夜間看到的正南方向黃道上的星。連續地在夜晚觀星，就知道了一年當中任何時候太陽應該在什么位置，從而得出了太陽周年視運動的結論。