天體的視運動
正文
地面觀測者直觀觀測到的天體的運動，主要是由地球自轉引起的。對太陽系內的天體來說，地球繞太陽公轉和這些天體本身的空間運動也是形成天體視運動的重要原因。在太陽系外的各類天體中，一些近距星的視位置還要受到因地球公轉所引起的周年視差和太陽本動帶來的長期視差(見視差)的影響。此外，歲差和章動、光行差、自行和大氣折射等也會引起天體在天球上視位置的改變，但這些通常都不屬於天體的視運動的研究範圍。天體的周日視運動 由於地球自轉，地面上的觀測者看到天體於一恆星日（見日）內在天球上自東向西沿著與赤道平行的小圓轉過一周。這個圓稱為天體的周日平行圈。這種直觀的運動稱為天體的周日視運動。周日視運動是一切天體最顯著的視運動。在用天體照相儀對北極天區所拍得的照片上，可以清晰地看到北極附近恆星的周日視運動軌跡(圖1)。當測站緯度為嗞，天體的赤緯（見天球坐標系）滿足δ>90°－嗞時,天體的周日平行圈全部在地平圈以上，天體永不下落；若90°-嗞≥δ≥－(90°－嗞)，天體的周日平行圈部分在地平圈以上，部分在地平圈以下，天體有升有落；若δ<－(90°－嗞),天體的周日平行圈全部在地平圈以下，天體永不上升。對這個地方來說，天球上δ=90°－嗞和δ=－(90°－嗞)的兩個平行圈分別稱為恆顯圈和恆隱圈。在地球北極處,北天極與天頂重合,天體的周日平行圈與地平圈平行，天體既不升起，也不下落，永遠保持同一高度。那裡只能看到天球北半部的天體。在赤道處，天極落在地平圈上，天體的周日平行圈與地平圈相垂直，天體沿著與地平圈垂直的圓周自東向西作周日視運動。那裡可以看到全天的天體。天體因周日視運動不斷改變著自己的地平坐標，即方位角和高度。 天體在作周日視運動時，經過天球上一些特殊的圈（包括大圓和小圓）或點，這些現象在天體測量工作中具有重要意義。
中天 天體經過觀測者的子午圈時稱為中天。經過包括天極和天頂的那半個子午圈時，天體到達最高位置，稱為上中天;經過包括天極和天底的那半個子午圈時,天體到達最低位置，稱為下中天。
出沒 天體經過觀測者的地平圈時稱為出沒，也稱升落。天體從地平圈下升到地平圈上稱為出，反之稱為沒。永不下落和永不上升的天體沒有出沒現象。
過卯酉圈 0≤δ<嗞的天體，一天中兩次經過卯酉圈。一次過卯酉圈東部，另一次過其西部。
大距 δ>嗞的天體經過地平經圈和周日平行圈的切點時稱為大距。這時天體的星位角 (見天文三角形)η=90°。滿足上述條件的天體一天有兩次大距, 分別在天球的東半部和西半部。
由於地球公轉等因素的影響，不同日期內天體周日視運動的軌跡是有變化的。對太陽系的天體，特別對太陽和月球來說，它們的赤道坐標在短時期內有顯著變化，它們的周日視運動的輕跡變化較快，尤其是每天的出沒時刻和方位以及中天的時刻和高度都會有顯著的變化。但對於恆星來說，這種影響是極其微小的。
太陽的視運動 太陽除參與因地球自轉引起的周日視運動外，還存在因地球公轉引起的在恆星背景上的相對運動，即周年視運動。太陽因周年視運動在黃道上自西向東每天移動約1°。在一年的不同日期內,太陽的赤經、赤緯的變化，引起晝夜長度的變化。對北半球來說，一年內只有兩天，即春分和秋分，太陽由東點出，西點沒，晝夜相等。從春分起,太陽的出沒方位逐漸北移,夏至日到達最北點。在這段時間內，太陽出的時刻逐日提早，而沒的時刻逐日延遲。同時中天高度越來越高，白晝變長，黑夜縮短。夏至那天中天高度最高，白天最長。夏至以後，太陽的出沒方位逐漸南移，中天高度逐漸下降。秋分以後，太陽的出沒位置已在東、西點以南，晝短夜長。這個過程一直延續到冬至日為止。這時，太陽的出沒位置到達最南點，白晝最短,黑夜最長。以後,太陽的出沒點重新北移，到春分點時晝夜又相等，完成一年一周的運動。由於緯度不同，太陽周日視運動的變化情況也有所不同。緯度越高，夏季白天越長，冬季白天越短。極圈以北開始出現“白夜”和“黑晝”。在地球北極，則是半年白天，半年黑夜，太陽不再每天東升西落。南半球的情況和北半球完全相同，只是冬和夏、春和秋，恰好相反。在赤道上，一年四季晝夜的長短是不變的。
月球的視運動 月球除了周日視運動外，由於它圍繞地球每月公轉一周，地球上的觀測者還看到它自西向東在星座之間移動。月球的這種運動引起月球赤經、赤緯和黃經、黃緯的不斷改變，使月球的周日視運動軌跡發生相應的變化。在一年的不同日期內，月球的出沒方位角和中天高度變化很大。因為白道很靠近黃道，月球一月之內在天球上運動的情況與太陽的周年視運動相類似。同一月相在一年內不同月份的周日視運動軌跡也是不同的。以滿月為例，在北半球的夏季，滿月的運動情況與冬季的太陽相似，從東南升起，在西南下落，中天高度較低,照耀時間較短。冬季的滿月則從東北升起,在西北下落，中天高度較高，照耀的時間也較長。其他月相也有類似的情況。月球平均每天東移約13°，因而升起的時間平均每天推遲50分鐘左右。
行星的視運動 行星是太陽系內的天體，它們除參與周日視運動外，還因地球的公轉和行星本身的繞太陽公轉運動而不斷改變其對於恆星的相對位置。行星在天球恆星背景上的相對運動與太陽和月球的情況不同。對太陽和月球來說，這種運動的方向始終是朝東的。對行星來說，則有時朝東，有時朝西，這是地球和行星二者的公轉運動合成後在天球上的反映。行星的朝東運動稱為順行，朝西運動稱為逆行。行星的主要運動方向為順行。順行和逆行之間的轉折點稱為“留”，在留附近行星相對恆星背景的運動是很慢的（見行星視運動）。
以地球為中心，地球和行星的連線與地球和太陽的連線之間的交角在黃道上的投影稱為行星的距角。距角為0°時稱為“合”，這時行星與太陽的黃經相等,行星為太陽的光輝所淹沒。距角為90°時稱為“方照”。距角為180°時稱為“沖”。行星相對恆星背景運動一整周所經歷的時間，稱為行星運動的恆星周期；行星按同一方向連續兩次經過同一距角位置所經歷的時間，稱為行星運動的會合周期。
地內行星和地外行星的距角變化情況有所不同。地內行星離太陽比地球近，它在任何位置上的距角都不會超過某一數值，因而不會出現沖和方照的現象。具體來說，水星的最大距角不超過28°，金星的最大距角不超過48°。在天球上，它們有時位於太陽以東，太陽落下後不久出現在西方地平線附近，稱為昏星；有時位於太陽以西，太陽升起前不久出現在東方地平線附近，稱為晨星。地內行星在一個會合周期內距角有兩次達到極大值，即東大距和西大距，這時是觀測地內行星的最好機會。地內行星在一個會合周期內可以出現兩次合：一次在地球和太陽之間，稱為下合；另一次它同地球分在太陽兩側，稱為上合（圖2） 地外行星和地內行星不同,它們離太陽比地球遠,在一個會合周期內距角可以從0°變化到360°，可以出現一次沖、一次上合和兩次方照。行星在太陽以西時稱為西方照,在太陽以東時稱為東方照。地外行星沖時,離地球最近。在行星軌道近日點附近出現的沖稱為大沖，大沖是觀測外行星，特別是觀測火星的最好機會。
參考書目
戴文賽主編：《天文學教程》，上海科學技術出版社，上海，1961。
