均时差与地方真太阳时：为什么太阳正午不等于12点

先分清三种时间

• **地方真太阳时：** 以当地太阳的实际日周运动为基准。12点对应太阳上中天，也就是真太阳正午。正确安装的日晷显示这一类时间。上海的正午太阳在南方，但“在南方”不是全球真太阳时的定义。
• 地方平太阳时： 为当地经度设想一个均匀运动的“平太阳”，以便得到较均匀的时间尺度。经度每向东1°，地方平太阳时约提前4分钟。
• 标准时： 一个地区共同使用的钟表时间。北京时间不是北京所在地的真太阳时；其 UTC+8 的时区基准对应东经120°的平太阳时关系。同用北京时间的城市，太阳正午仍会不同。

本文采用**均时差＝真太阳时−平太阳时**的符号约定。正值表示日晷比地方平太阳时走在前面，负值表示落后。有些资料采用相反符号，比较数值前务必核对定义。

太阳为什么看起来“走得不均匀”

假如地球沿圆轨道运行，且地轴没有造成黄道与天赤道之间的倾斜，理想太阳日就会更均匀，均时差也不会出现现在的年度形状。实际有两个主要原因。

椭圆轨道带来的速度变化。 地球在一月初附近经过近日点，公转较快；七月初附近经过远日点，公转较慢。太阳在恒星背景中的每日位移因此不同，地球需要额外转过的角度也不同。这一成分一年起伏一次，幅度约七分半钟。

黄赤交角造成的投影变化。 太阳沿黄道移动，而计时涉及它在赤经方向的变化。黄道与天赤道倾斜约23.4°，把黄道上的运动投影到赤道计时方向后，即使先假定沿黄道匀速，赤经变化仍不会完全均匀。这一成分一年起伏两次，幅度接近十分钟。

两种不同节奏相加，便形成均时差一年中有两个高点、两个低点的曲线。它不是钟表误差，而是太阳运动与平均计时之间的差。

一年中的典型变化

采用上述符号约定，近似情况如下，具体日期每年可有约一天的差别：

• 2月11日前后：约−14分钟，为主要低点，太阳相对地方平太阳时较晚到达上中天。
• 4月15日前后：接近零。
• 5月14日前后：接近+4分钟，为较小高点。
• 6月13日前后：接近零。
• 7月26日前后：约−6分钟，为较小低点。
• 9月1日前后：接近零。
• 11月3日前后：约+16分钟，为主要高点，太阳相对地方平太阳时较早到达上中天。
• 12月25日前后：接近零。

这些是理解曲线的近似参考，不是逐年的精密历表。轨道近日点方向和黄赤交角在更长时间尺度上的改变，也会缓慢改变曲线。

这对使用北京时间意味着什么

先看经度偏移：标准时覆盖一大片地区，而太阳先后到达不同经度的当地子午圈。东经120°以西的地点，其地方平太阳正午相对这个时区基准更晚；以东则更早。上海与黄山虽然都使用北京时间，仍需分别考虑各自经度。中国东西跨度大，这种差异尤其容易在旅行中感受到。

再叠加均时差：它使同一个地点的太阳正午在一年中有时提前、有时推后。按本文符号约定，均时差为正时，真太阳正午相对当地平太阳正午提前；为负时则推后。十一月初与二月中旬的差别可以超过半小时，而钟表时区完全没有改变。

如果去采用其他时区或夏令时的地区，还要按目的地当日钟表规则处理。不要把一次经度修正，误当作一年中始终足够的全部修正。

日常在哪里会遇到均时差

读日晷。 日晷显示地方真太阳时，手表显示标准时。要比较，需要加上经度修正，并按明确的符号约定处理均时差；目的地如使用夏令时，还要另外考虑。历史日晷有时附有年度表格或8字形曲线，方便换算。

理解日出日落的不对称。 冬至附近昼长变化很慢，太阳正午的钟表时刻却仍在移动，因此最早日落与最晚日出会出现在不同日期。具体日期与地点有关。

理解统一时间的历史。 在铁路与现代通信普及以前，不同城市按地方太阳时安排生活很常见。统一标准时解决了交通、通信的协调问题，却没有改变太阳本身的运动。故宫等地的历史日晷，也是认识这种太阳计时方式的直观入口，而不是现代北京时间钟表的替代品。