2018年07月05日 02:38 來源：科技日報
參與互動日晷不是擺設，正確安裝得知道這些
身邊的天文學
前些日子有媒體報導：陝西省西安市城區南門月城箭樓下擺放的日晷把晷盤裝反了。而後，該市一家高檔酒店門前的日晷晷盤內容也被爆出現內容差錯。日晷為何物？有什麼用途？可以分成哪些類型？帶著諸多問題，科技日報記者採訪了中科院國家授時中心副研究員馬莉萍。
日晷可分三類，赤道式最常見
《說文解字》中有「晷，日影也。」日晷就是利用太陽的位置來測量時間的一種儀器。世界上有各種各樣的日晷，根據晷面的擺放位置可以分為三大類：平晷、直晷和斜晷。還有一些可攜式的日晷。
平晷中最常見的是地平式日晷，晷面要求嚴格水平，晷面和晷針之間的夾角就是當地的地理緯度，適合低緯度使用。地平式日晷不僅製造容易，安裝簡便，而且具有較強的觀賞性，適合安放於公園、廣場和學校等地方。
晷面垂直於地平面放置的是直晷，按照晷面朝向可以分為垂直向南日晷、垂直向北日晷以及垂直向東和向西日晷。其錶針又分兩種：垂直於晷面的和不垂直於晷面的。後者錶針的傾角通常等於當地的地理緯度。垂直向南日晷較適合在中緯度使用。東或西向垂直式日晷只能在上半日（東向）或下半日（西向）使用，但全球各緯度都適用。歐洲許多國家建築的牆上，附建有各種不同色調的日晷雕塑，很是吸引旅遊者的眼球。
斜晷可分為赤道式日晷、極晷等。赤道式日晷是日晷世界中最簡單、最常見的。其晷面平行於赤道面，晷盤上刻度等分，晷針指向北極，晷針的仰角是當地的地理緯度。春分到秋分期間，太陽總是在天赤道的北側運行，晷針的影子投向晷面上方；從秋分到春分期間，太陽在天赤道的南側運行，晷針的影子投向晷面的下方。所以在春分以後看晷盤的上面；秋分以後看晷盤的下面。赤道式日晷適合中低緯度地區使用。
北京故宮等處保存的都是清代製造的石質赤道式日晷。馬莉萍介紹說，赤道式日晷是中國古代最經典的計時儀器，西安南門月城內的日晷也屬於這種。若將晷盤改為圓環，則稱為赤道式羅盤日晷。馬莉萍曾在巴西裡約熱內盧植物園裡見過這種環晷，時間一目了然。
日晷的計時精度與製作和安裝水準密切相關。就赤道式日晷來說，製作精良安裝到位的日晷能精確到一兩分鐘。由於日晷依賴日照，不能用於陰天和黑夜。因此，單用日晷來計時是不夠的，還需要其他種類的計時器，如水鍾來與之相配。
太陽影子指示時間，晷面讀數還要減時差
日晷石制的圓盤叫「晷面」，應根據當地緯度以一定傾角斜著擺放，使晷面平行於赤道面。晷盤上的刻度是等分的，分為子、醜、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥十二時辰。按照中國傳統，每天的起始時間是子時，也就前一天晚上11時到次日凌晨1時。
在北回歸線以北的地方，早晨的影子在西方，中午的影子在北方，傍晚的影子在東方。所以隨著時間的推移，晷針上的影子是慢慢由西向東在移動的。一般來說，早晨晷針的影子投向盤面西端的卯時附近，當太陽到達正南最高位置（上中天）時，針影位於正北（下）方，指示著當地的午時正時刻。午後太陽西移，日影東斜，依次指向未、申、酉各個時辰。
在有一些日晷上刻有時差曲線，這條曲線源自真太陽時和平太陽時的差異。日晷反映的是真太陽時，對應著太陽在天空的運動。由於太陽公轉速度不均勻以及黃赤交角的存在，真太陽時並不均勻。而我們日常使用的是平太陽時，是將真太陽時在全年的範圍內均勻化後的一個時間。時差曲線反映的就是兩者之間差別的周年性曲線，時差基本上在15分鐘以內。要獲得當地的時間，需要把由日晷得到的真太陽時減去當日的時差。