熱帶年

熱帶年度或太陽年（或熱帶時期）是太陽返回在太陽系天體（例如地球）天空中相同位置的時間，完成了整個季節的循環；例如，從春分到春分的春分或從夏至到夏至的時間。這是熱帶太陽日曆使用的年度類型。太陽年是天文年度和特定軌道時期的一種類型。另一種類型是恆星年（或恆星軌道周期），這是地球要在固定恆星中完成一個圍繞太陽的一個完整軌道所花費的時間，從而比熱帶年長20分鐘，持續時間長20分鐘，由於春分的進攻。

自古代以來，天文學家逐步完善了熱帶年的定義。天文數字在線詞彙表中的“年，熱帶”的條目：

太陽的黃道經度的時間時間增加了360度。由於太陽的黃道經度是相對於春分衡量的，因此熱帶年包括一個完整的季節週期，並且長期在長期內（格里高利）日曆近似。平均熱帶年份約為365天，5小時48分鐘45秒。

等效，更具描述性的定義是“計算過流帶年度的自然基礎是從預防移動的Equinox（Dynyalical Equinox或Equinox of Date）中算出的太陽的平均經度。每當經度達到360度的倍數時，平均太陽穿越了春分，新的熱帶年開始了”。

2000年的平均熱帶年度為365.24219世紀，每個埃菲美里（Ephemeris Day）持續86,400 Si秒。這是365.24217平均太陽日。因此，日曆年是太陽年的近似值： Gregorian日曆（具有追趕LEAP日的規則）的設計是為了在日曆年中定期重新同步日曆年。

歷史

起源

“熱帶”一詞來自希臘Tropikos的意思是“轉”。因此，癌症和摩ri座的熱帶地區標誌著太陽可以直接出現在頭頂上方的最大北緯和南緯度地區，並且在其年度季節性運動中似乎“轉向”。由於熱帶與太陽明顯位置的季節週期之間的聯繫，“熱帶”一詞也將其名稱借給了“熱帶年”。早期的中國，印度教徒，希臘人和其他人對熱帶年度大致衡量了。

早期價值，進動發現

在公元前2世紀，河馬測量了太陽再次從春分傳播到同一春分所需的時間。他認為一年的長度是每天的1/300，小於365.25天（365天，5小時，55分鐘，12秒或365.24667天）。 Hipparchus使用了這種方法，因為他能夠更好地檢測到春分的時間，與溶解度相比。

河馬還發現，e骨點沿著黃道（地球軌道的平面，或河馬沿著太陽軌道上的地球上圍繞地球的平面）移動，沿太陽的運動的方向，這是一種現象這被稱為“春分的進動”。他認為該價值為每一世紀的1°，這一價值直到大約1000年後才由伊斯蘭天文學家提高。自從這一發現以來，在熱帶年與恆星年之間已經做出了區別。

中世紀和文藝復興

在中世紀和文藝復興時期，發表了許多逐漸更好的表格，可以計算相對於固定恆星的太陽，月亮和行星的位置。這些表的重要應用是日曆的改革。

1252年出版的Alfonsine表是基於托勒密理論，並在原始出版物後進行了修訂和更新。熱帶年度的長度為365太陽天5小時49分16秒（≈365.24255天）。該長度用於設計1582年的格里高利日曆。

在16世紀，哥白尼提出了一個以heliepentric宇宙學的形式。 Erasmus Reinhold使用哥白尼理論在1551年計算核表，並根據次要年的長度和推定的速率，給予365個太陽日，5小時55分鐘58秒（365.24720天）的熱帶年度長度預動作。實際上，這不如Alfonsine表的早期值精確。

約翰內斯·開普勒（Johannes Kepler）和艾薩克·牛頓（Isaac Newton）在17世紀取得了重大進展。在1609年和1619年，開普勒發表了他的三個行星動議定律。在1627年，開普勒使用Tycho Brahe和Waltherus的觀察結果生成了直到那個時間的Rudolphine Tables最精確的桌子。他將平均熱帶年份評估為365太陽日，5小時48分鐘45秒（365.24219天）。

牛頓的三個動態和重力理論定律在1687年發表了他的哲學哲學馬蒂亞·馬蒂西亞（Mathematica）。 20世紀的一般相對論。

18世紀和19世紀

從Hipparchus和Ptolemy的時間開始，這一年基於相隔數年的兩個春分（或兩個溶解劑），直到平均出現觀察性錯誤和周期性變化（由行星的引力引起引起，以及小的效果在春分上的營養）。直到牛頓的時間，這些影響才開始被理解。為了建模春分之間時間的短期變化（並防止它們混淆以衡量長期變化）需要精確的觀察，並就太陽的明顯運動進行精心製定的理論。由於Pierre-Simon de Laplace ， Joseph Louis Lagrange以及Celestial Mechanics的其他專家的工作，必要的理論和數學工具在18世紀匯聚在一起。他們能夠計算週期性變化並將其與逐漸平均運動分開。他們可以在多項式中表達太陽的平均經度，例如：

L 0 = A 0 + A 1 T + A 2 T 2天

朱利安幾個世紀以來的時間。該公式的導數是平均角速度的表達，其倒數為熱帶年度的長度作為t的線性函數提供了表達。

表中給出了兩個方程。兩個方程式估計，熱帶年度每個世紀的時間大約要短半秒。

熱帶年係數
姓名 方程 t = 0的日期
Leverrier y = 365.242 196 47 - 6.24 × 10 -6 t 1900年1月0.5日，埃弗米爾斯時間
紐科姆（ 1898 ） y = 365.242 198 79 - 6.14 × 10 -6 t 1900年1月0日，平均時間

Newcomb的桌子足夠準確，可以直到1983年使用美國 - 英國天文天文學的陽光，水星，金星和火星使用它們。

20世紀和21世紀

平均熱帶年的長度源自太陽系的模型，因此任何改善太陽系模型的進步都可以提高平均熱帶年的準確性。許多新的觀測器可以使用，包括

用於太陽能係統的模型的複雜性必須僅限於可用的計算設施。在1920年代，LJ Comrie在英國使用了打孔器設備。對於美國埃弗默斯（American Esphemeris ），電磁計算機，自1948年以來就使用了IBM選擇性序列電子計算器。當現代計算機可用時，可以使用數值集成而不是一般理論來計算ephemerides。數值集成於1984年用於US-UK聯合年鑑。

阿爾伯特·愛因斯坦（Albert Einstein ）的相對論一般理論提供了更準確的理論，但是理論和觀察的準確性不需要該理論提供的改進（除了水星的前進，直到1984年）。在1970年代。

長期以來了解熱帶年份的關鍵發展是，發現地球的旋轉速度或等效的是平均太陽日的長度並不恒定。威廉·費雷爾（William Ferrel）於1864年和查爾斯·埃格內·德勞尼（Charles-EugèneDelaunay）於1865年預測，地球的旋轉被潮汐延伸。只有在1920年代觀察到非常精確的短時同步時鐘，才可以通過觀察來驗證這一點，然後在1930年代後期，當石英鐘開始替換擺時鐘作為時間標準時。

時間尺度和日曆

顯而易見的太陽時間是日ad式指示的時間，它是由地球圍繞其軸的旋轉以及地球在太陽周圍旋轉的太陽的明顯運動來確定的。當地球在其軌道上旋轉時，校正了太陽速度的周期性變化的平均太陽時間。最重要的時間尺度是通用時間，它是0度的平均太陽時間（ IERS參考子午線）。民用時間基於UT（實際上是UTC ），而民用日曆則是平均太陽日。

但是，相對於更穩定的時間指標，地球本身的旋轉本身是不規則的，並且正在放慢速度：具體而言，行星的運動和原子鐘的運動。

ephemeris時間（ET）是太陽系運動方程式中的自變量，尤其是Newcomb工作的方程式，並且該ET從1960年到1984年使用。這些erphemerides是基於太陽能在太陽能時間內進行的觀察到的。一個世紀的時期，因此代表了該時期的平均太陽能。 SI的第二個定義在原子時間定義，旨在根據Newcomb的作品與埃弗默里斯的第二次達成一致，這反過來又與平均太陽能一致於19世紀中葉。 ET按原子鐘計算，給出了一個新名稱，陸生時間（TT），並且就大多數目的而言，ET = tt =國際原子時間+ 32.184 SI秒。自從觀察時代以來，地球的旋轉速度已減慢，平均太陽能又增長了比SI秒的時間更長。結果，TT和UT1的時間尺度構成了增長的差異：TT在UT1之前的數量稱為δT或Delta t 。截至2022年7月5日，TT領先於UT1乘69.28秒。

結果，在UT的太陽日，地球上季節之後的熱帶年越來越多於與Tt中ephemerides中春分毒素的表達不同步。

如下所述，使用了朱利安日曆的改革，使用了熱帶年度長度的長期估計，這導致了格里高利日曆。該改革的參與者不知道地球的不均勻旋轉，但現在可以考慮到一定程度的考慮。下表給出了莫里森和斯蒂芬森在開發格里高利日曆的過程中對ΔT的估計和標準誤差（ σ ）。

事件 年 最近的S＆M年 δt σ
朱利安日曆開始 −44 0 2H56M20S 4M20S
尼卡第一理事會 325 300 2h8m 2m
Gregorian日曆開始 1582 1600 2m 20年代
低精度外推 4000 4h13m
低精度外推 10,000 2D11H

低精度外推是用莫里森和斯蒂芬森提供的表達式計算的：

δt = -20 + 32 t 2

從1820年開始，在朱利安世紀以來測量t 。提供外推才顯示長期評估日曆時δT不可忽略不計；博科夫斯基（Borkowski）宣布：“許多研究人員試圖將拋物線屬於測得的δT值以確定地球旋轉減速的幅度。結果，結果是相當令人沮喪的。”

熱帶年長度

熱帶年度的一個定義是從選擇的黃道經度開始的太陽所需的時間，以使一個季節的完整週期恢復到同一黃道經度。

春分之間的平均時間間隔

♈︎ ♎︎
春分符號
在Unicode中 U+ 2648♈白羊座
u+ 264e♎天秤座

在考慮一個例子之前，必須檢查春分。太陽系計算中有兩個重要的平面：黃道的平面（地球圍繞太陽的軌道）和天體赤道的平面（地球赤道投射到太空中）。這兩個平面在一條線上相交。一個方向指向所謂的春季，北向或春分，它給出了符號♈︎（符號看起來像公羊的角，因為它曾經是朝向星座的白羊座）。相反的方向給出了符號♎︎（因為它曾經是朝向天秤座的）。由於春分和營養的進展，這些方向發生了變化，與遙遠的恆星和星系的方向相比，由於它們的距離很長，其方向沒有可測量的運動（請參閱國際天體參考框架）。

太陽的黃道經度是沿著黃道向東測量的♈︎和太陽之間的角度。這會產生一個相對而不是絕對測量值，因為隨著太陽的移動，角度的測量方向也移動。具有固定（相對於遠處的恆星）方向進行測量很方便； 2000年1月1日中午的方向填補了這一角色，並得到了符號♈︎0 。

2009年3月20日，11：44：43.6 Tt有一個春分。 2010年3月春分是3月20日，17：33：18.1 tt，間隔間隔為365天5小時48分鐘34.5秒。當太陽移動時，♈︎向相反的方向移動。當太陽和♈︎在2010年3月Equinox會面時，太陽已經向東移動了359°59'09“，而♈︎向西移動了51”，總計360°（所有相對於♈︎0 ）。這就是為什麼熱帶年度為20分鐘的原因。比恆星年份短。

當比較了連續幾年的熱帶年度測量值時，發現的變化是由於月球和行星作用在地球上的擾動而引起的。 Meeus和Savoie提供了以下3月（北向）之間的間隔示例：

天 小時 最小 s
1985–1986 365 5 48 58
1986–1987 365 5 49 15
1987–1988 365 5 46 38
1988–1989 365 5 49 42
1989–1990 365 5 51 06

直到19世紀初，通過比較了多年來分離的春分日期，才發現了熱帶年的長度。這種方法產生了平均熱帶年份。

不同的熱帶年度定義

如果選擇太陽的不同起始經度比0°（即），則太陽返回相同經度的持續時間將有所不同。這是地球速度（相反，太陽的明顯速度）在其橢圓軌道上變化的二階效應：在圓錐體中更快，在aphelion中較慢。 Equinox相對於周圍的移動（並且都相對於固定的恆星框架移動）。從一個春分通道到下一個通道，或從一個冬至通道到下一個冬至，太陽並不完全橢圓形軌道。節省的時間取決於它在軌道中從哪裡開始。如果起點接近近乎語（例如12月的冬至），則速度高於平均水平，並且明顯的太陽節省了很少的時間，因為不必覆蓋整個圓圈：“熱帶年”相對較長。如果起點接近近距離，則速度較低，並且節省的時間不必運行春分毒預性的相同小弧度更長：熱帶年度相對較短。

“平均熱帶年”基於平均太陽，並不完全等於從春分轉到下一個或從冬至到下一個的任何時間。

Meeus和Savoie在2000年和2000年提供了以下時間間隔的值。這些是平滑的值，使用眾所周知的程序（包括求解開普勒方程），這些值考慮了地球軌道是橢圓形的。由於因素，例如軌道月亮的重力和來自其他行星的重力的重力，因此他們不考慮週期性變化。與軌道是橢圓形而不是圓形相比，這種擾動是較小的。

0年 2000年
在兩個三月之間的春分之間 365.242 137天 365.242 374天
在兩個6月的求解之間 365.241726 365.241626
在9月兩個春分之間 365.242496 365.242018
在12月的兩個溶解區之間 365.242883 365.242740
平均熱帶年
（拉斯卡的表情）		 365.242310 365.242189

平均熱帶年度當前價值

2000年1月1日的平均熱帶年份為365.242 189 7或365埃弗默里斯天，5小時，48分鐘45.19秒。這種變化緩慢；一個適合計算當今熱帶年度長度的表達式，公元前8000年至12000 AD

從2000年1月1日中午開始測量的36,525天的朱利安（Julian）世紀為36,400秒。

現代天文學家將熱帶年份定義為太陽平均經度增加360°的時間。找到熱帶年度長度表達的過程是首先找到太陽平均經度的表達（相對於♈︎），例如上面給出的紐科姆表達，或Laskar的表達。當在一年的時間內觀看時，平均經度幾乎是地面時間的線性函數。為了找到熱帶年的長度，平均經度是區分的，以使太陽的角速度隨陸地時間的作用，並且該角度速度用於計算太陽移動360°需要多長時間。

上面的公式給出了熱帶時間的長度（等於86,400 Si秒），而不是太陽日。在熱帶年內，太陽日的數量對於使日曆與季節同步至關重要（見下文）。

公曆年

Gregorian日曆用於民用和科學目的，是國際標準。這是一個太陽日曆，旨在與平均熱帶年保持同步。它的周期為400年（146,097天）。每個週期都重複幾個月，日期和工作日。年平均長度為146,097/400 = 365 + 97 ⁄400 = 365.2425天，與365.2422天的平均熱帶年份接近近似。

格里高利日曆是朱利安日曆的改革版本。到1582年的改革之時，春分的日期已經轉移了大約10天，從3月21日左右在325年第一個尼西亞委員會時期，大約在3月11日左右。改革並不是要使農業周期回到季節性週期的地方。基督徒的主要關注點是對複活節的正確遵守。用於計算復活節日期的規則使用了春分（3月21日）的常規日期，並且將3月21日保持接近實際的春分是很重要的。

如果將來的社會仍然對民用日曆與季節之間的同步至關重要，那麼日曆的另一項改革最終將是必要的。根據布萊克本（Blackburn）和霍爾福德·斯特雷文斯（Holford-Strevens）的說法，如果熱帶年份的1900年價值保持在365.242 198 781 25天25天，格里高利日曆將是3天，17分鐘，在10,000後太陽後33 s，則表示熱帶年的價值為365.242 198 781 25天年。加重此誤差，熱帶年的長度（以陸地時間為單位）以大約0.53 s的速度下降。同樣，平均太陽日的速度約為每一世紀1.5毫秒。這些效果將導致日曆在3200年落後近一天。“熱帶千年”中太陽日的數量正在減少約0.06千年（忽略了熱帶年長度的振動性變化）。這意味著隨著時間的流逝，越來越少的leap日應該越來越少。一項可能的改革是省略3200年的Leap Day，將3600和4000保留為LEAP年，此後，除了4500、5000、5500、6000之外，所有百年紀念年份都普遍存在，但是數量ΔT不足以預測更多精確的建議。

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