观察 · 测量 · 推断

一竿日影,读懂四时

立一根垂直的“表”,在正午记录影长。拖动太阳黄经,看看一年里的影子如何变化。

圭表测影互动实验
春分
太阳黄经 0° · 正午
南在左 · 北在右
南北表:高 8 尺影长太阳高度
0°
39.9°N
—正午太阳高度
—影长(表高 8 尺)
—影长 ÷ 表高

模型:δ = asin(sin 23.44° · sin λ),α = 90° − |纬度 − δ|,影长 = 表高 ÷ tan α。

站在地球上:太阳每天走过哪条弧?

半透明弧线是春分、夏至、秋分、冬至的日轨迹;亮线是当前节气,白色连线表示全年“正午最高点”的轨迹。拖动天空可旋转 3D 视角。

东 · 南 · 西 · 北 · 天顶
—最高点时刻(北京时间,24 小时制)
—当天正午最高高度角
—示例年份:2026—2027,约略日期
116.4°E12:14

本图以 北京附近(39.9°N、116.4°E) 为初始位置。当地太阳正午的钟表时间还受经度和均时差影响;在北京时间 12:00 太阳未必最高。北京时间最高点 ≈ 12:00 + 4 分钟×(120°−经度) − 均时差。一天的滑杆显示当前日的太阳位置,地平线以下的太阳不显示。

记录一年:正午影长曲线

曲线越高,影子越长。轻点或拖动曲线查看该时刻。

春分夏至秋分冬至春分

“表”与“华表”:名称辨析

测影的表:竖直的杆;圭:沿南北方向放置的水平量尺。它们组合成圭表。这里动画里的杆就是这种测量意义上的“表”。

今天看到的华表:如天安门前的雕龙石柱,是礼仪建筑。有学者提出华表与早期立表测影的表木有关,也有关于标识道路、纳谏等起源解释。具体起源尚不宜简单断言为“华表就是最早的圭表”。

现代二十四节气:用太阳黄经从春分点起每隔 15° 定义。古代的长期测影帮助认识季节与制定历法;网页中的影长用简化的球面天文公式计算,不代替历史上真实的观测与历法推算。