本文参加百家号科学#了不起的天文航天#系列征文
你可能曾听说过这样一句话：“明日太阳依然会从东方升起，西方落下。”你当然明白这句话的意思——又不是世界末日。但你有没有——哪怕只有一次，思考下为什么太阳会，而且一直都是东升西落？这种现象背后又藏着什么原理？
自然地，古人将太阳在天空中的运动视做太阳在绕着我们运转。随着现代天文学的诞生，我们逐渐了解其实太阳在以另一种方法绕行。太阳看起来在绕着我们旋转是因为地球不仅公转，同时也在绕着地轴自转。因此，我们知晓了太阳在空中的常见轨迹与测量时间的基础原理。
1.地球自转
正如前文所述，地球绕日公转的同时也绕着地轴自转。如果在天级北之上观测，地球将呈现逆时针旋转。因此，对那些站在地球表面的人来说，太阳看起来像是在偏西的方向，以每小时15度或者每分钟15分的速率围绕我们移动。这适用于我们观测到的所有有从东到西的视运动的天体。
图解：地轴倾斜角以及它与旋转轴，轨道平面的关系
这同样也适用于太阳系里的绝大多数天体。金星是个例外，和它的绕日旋转轨道相比，它朝着反方向旋转（即逆行现象）。还有不仅向西旋转的天王星，它还有强烈的朝与背阳一侧移动的倾向。
冥王星也有逆行现象，因此对于那些站在冥王星表面的物体而言，太阳会从西方升起东方落下。在所有的案例中，强烈的撞击被视为这种现象的起因。实际上，当另一场撞击击中天王星，并撞向它的一侧时，冥王星和金星因为强烈撞击而绕着另一个方向旋转。
地球以每小时.4千米的旋转速度每绕轴旋转一圈的用时是23小时56分4.1秒。这意味着实际上，一个地球日是小于24小时的。但和轨道周期结合，一个太阳日—即太阳回到同样位置所用的时间—恰好是24个小时。
2.地球的绕日轨道
以平均每小时,km/h的旋转速度，地球每绕太阳一周要花大概.，即一个地球年。这意味着每四年（就是大家所知的闰年），年历上就会多一天。
从北极上方观察，地球的绕日运动呈现出逆时针方向。与它的轴倾角相较—地球的轴以偏离赤道23.°的角度倾斜—这导致了四季的变化。另外，随之而来的温度变化导致了半球在一年中日照的变化。
总的来说，当太阳直射北极点时，北半球处于夏季，南半球处于冬季。整个夏季，气温不断升高，白昼变长。在冬天，气温逐渐下降，白昼随着日出时间延后，日落时间提前而缩短。
北极圈上有极端的例子，在一年的某些时候，有的地方没有分毫的亮光，在北极点这样的场景甚至长达六个月，这就是极夜。在南半球，情况完全相反，因为此时南极点正在经历极昼---长达24小时的白昼。
图解：蓝色虚线圆圈就是北极圈
最后季节变化同样也导致了太阳运动的变化。在北半球的夏季，太阳在头顶从东到西移动，而在冬季会朝靠近南地平线的方向移动。南半球的夏季，太阳在头顶移动，在冬季，朝偏北地平线的方向移动。
总之，太阳东升西落是由于地球的旋转，在一年内，我们经历的日照由地球的倾斜角而得到减轻。如果像金星，冥王星与天王星一样，足够大的小行星或者天体撞击我们，那么情况就会改变，我们也有可能看见太阳西落东升。
参考资料
1.WJ百科全书
2.天文学名词
3.universetoday
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