問：2002年5月22日那天，地球和太陽之間的距離是多少？随便換一天，又如何答案？

答：這不是一道個特别難的計算題，但需要一些高中數學知識。

你需要知道地球繞太陽公轉橢圓形軌道的公式，還有地球何時處于近日點（地球離太陽最近的點），然後你就準備好了。

從2000年到2025年的近日點已經列在美國海軍天文台頁面上。地球圍繞太陽旋轉的軌道是一個橢圓，它的半長軸為1.496億公裡，偏心率為0.017。下圖為橢圓形試圖。

你可以用這個公式“r = a(1-e*e)/(1 e cos(θ))”算出地日距離。在這個公式中，r代表地日距離，a代表半長軸，e代表偏心率，θ則代表與近日點形成的夾角。這些東西都顯示在上圖中。太陽的位置在這個橢圓形的焦點上，标記為“F”。在這裡使用希臘字母符号θ（就是O中間有一根線的那個符号）。

我們已知a和e的數值，而較難的是把角θ和時間聯系起來（也就是日期）。這裡需要尋找一個近似值，假設地球以恒定的角速率運行，這就意味着如果我們要計算今天是近日點之後的第幾天，它等于今天與近日點形成的夾角θ乘以365.25（天）再除以360（度）。（因為一年中有365.25天，而走完一次全程需要360度）。

然而這種算法并不完全正确，因為在17世紀初開普勒發現了行星在靠近太陽時的運行速度比遠離太陽時快一點。這使得把夾角θ和從近日點以來的時間聯系起來有點困難，但這也是可以做到的，如果你有興趣了解，你可以在這裡或者閱讀有關于天體力學的書籍（需要注意的是在該連接中，θ有個學術名稱叫“真近點角”并且标注為“N”（希臘數字，讀作nu））。

實際上我确實做了這個簡單的計算，并畫出了一個結果圖如下所示。請注意，距離在圖表上被錯誤地标記為以百萬公裡為單位，而實際上是以億公裡為單位。

2002年5月22日，也是2002年1月2日近日點的日的140天後，這意味着地球離太陽大約1.515億公裡遠（你可以從上圖中讀出）。地球到太陽的平均距離為1.496億公裡，所以在2002年5月22日，地球與太陽之間的距離比評估值多出1.3%。最大的變化值大約為1.5%，（如上圖所示）也就是說5月22日地球的位置相當接近遠日點（地球離太陽最遠的位置）。

你可以使用上圖來找到在任何一年中的任何一天地球到太陽的距離，隻要你知道在那一天與最後一個近日點相隔幾日。

相關天文知識延伸閱讀

太陽在天空中的位置是一個關于時間和地球表面觀測地理位置的函數。當一年中地球繞太陽公轉時，太陽似乎在天球上沿着一條稱之為黃道的環形路徑相對于恒星轉動着。

地球繞其軸的自轉使得固定的恒星明顯地以一種取決于觀察者地理緯度的方式在天空中移動。給定的固定恒星通過觀察者子午線的時間取決于地理經度。

因此，要在給定的時間找到給定位置的太陽位置，可以按照以下三個步驟進行：

計算太陽在黃道坐标系中的位置，

轉換為赤道坐标系，然後

轉換為水平坐标系，作為觀察者所在的當地時間和位置。

這種計算方法在天文學、航海、測量、氣象學、氣候學、太陽能和日晷設計中很有用。

圖解：于美國新澤西州的貝爾實驗室外拍攝到的日行迹，攝于1998至1999年，由多張在不同日期拍攝的影像疊合而成。由于日行迹是用以顯示在一年不同日子的同時間下，太陽在天空中的位置差異，因此拍攝這種現象都需要花上約莫一年的時間。

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3. astro - X-inG

如有相關内容侵權，請于三十日以内聯系作者删除

轉載還請取得授權，并注意保持完整性和注明出處

更多精彩资讯请关注tft每日頭條，我们将持续为您更新最新资讯!