最后更新：2024年12月17日

黄道或太阳的视轨道

黄道

黄道是太阳绕地球视运动轨道在天空中的投影。从物理角度而言，它对应于地球绕太阳公转的轨道平面。

换句话说，黄道是一个相对于天赤道倾斜约23.5°（地球自转轴倾角）的大圆。它是太阳在一年中看似穿过黄道十二星座的路径。

北半球天空中行星沿黄道的位置

太阳系的行星（水星、金星、火星、木星、土星、天王星、海王星）在黄道附近一条狭窄的带状区域内运行，该区域被称为黄道面。由于行星轨道相对于该平面有轻微倾斜，行星始终靠近黄道，如图所示。

黄道与天赤道（地球赤道的投影）之间的夹角为23.5度。地平线上可见的黄道比例取决于观测者的纬度和季节。

在赤道（纬度0°）处，如何直观地理解黄道在一天中的视运动？

日出：日出时，黄道几乎与当地地平线平行，因此相对于地平线的倾斜角度接近0度。
早晨：随着太阳升起，黄道似乎逐渐挺直，相对于当地地平线变得越来越倾斜。
正午太阳：正午时分，太阳升至天空最高点，黄道面与当地地平线的倾角达到最大值，约为66.5度（90° - 23.5°）。
下午：正午过后，黄道开始向当地地平线倾斜，逐渐恢复至更接近水平的位置。
日落：日落时，黄道再次几乎与当地地平线平行，倾斜角度接近0度。
初夜：夜间，黄道的视运动遵循与白天观测到的相似模式，但可见的是恒星和行星而非太阳。随着夜色渐深，黄道开始相对于当地地平线倾斜，变得越来越垂直。
午夜：午夜时分，黄道相对于当地地平线的倾斜角度达到最大值，约为66.5度（90° - 23.5°）。此时黄道相对于地平线最为垂直。
黎明：日出前，黄道再次几乎与当地地平线平行，倾斜角接近0度。

在纬度45°处，我们如何可视化黄道在一天中的视运动？

日出：日出时，黄道面相对于当地地平线的倾斜角约为23.5度。
早晨：随着太阳升上天空，黄道似乎逐渐变直，与当地地平线的倾斜度越来越大。倾斜角度逐渐增加。
正午太阳：正午时分，太阳升至天空最高点，黄道面与当地地平线的倾斜角达到最大值，约为68.5度（90° - 45° + 23.5°）。
下午：正午过后，黄道开始向当地地平线倾斜，逐渐恢复到更接近水平的位置。
日落：日落时，黄道再次相对于当地地平线倾斜，倾斜角约为23.5度。
夜晚：在夜间，黄道的视运动遵循与白天观测到的类似模式，但可见的是恒星和行星而非太阳。随着夜色渐深，黄道开始相对于当地地平线倾斜，变得越来越垂直。

在纬度90°（北极点）处，黄道在一天中的视运动与在赤道或中纬度地区观测到的情形截然不同。

日出：在北极，"日出"的概念与低纬度地区观测到的有所不同。由于地球的轴倾斜，太阳可以根据季节长时间停留在水平线以上或以下。在极昼（午夜太阳）期间，太阳会连续24小时位于地平线之上。而在极夜期间，太阳则会连续24小时位于地平线之下。
早晨：在极昼期间，太阳在天空中沿圆形轨迹运行，始终位于地平线之上。黄道——即地球绕太阳公转的轨道平面——呈现为一条环绕地平线的水平线。黄道面与当地地平线的倾斜角恒定不变，为23.5度，且始终与地平线保持平行。
太阳正午：正午时分，当太阳升至天空最高点时，黄道面仍与当地地平线保持平行。黄道面相对于当地地平线的倾斜角恒为23.5度。此时太阳虽达到天空最高位置，但由于地球自转轴倾角的影响，其相对于地平线的高度仍相对较低。
下午：在极昼期间，太阳在天空中持续沿圆形轨迹运行，始终位于地平线之上。黄道与当地地平线保持平行，倾斜角度恒定为23.5度。
日落：在北极，"日落"的概念也有所不同。在极昼期间，太阳不会落下，而是在天空中持续沿环形轨迹运行。在极夜期间，太阳则24小时都处于地平线以下。
极夜：在极夜期间，太阳24小时位于地平线以下。黄道始终与当地地平线平行，但由于其位于地平线以下而不可见。
午夜：在极昼期间，午夜时分太阳位于其天空圆形轨道的最低点，但仍保持在地平线之上。黄道与当地地平线保持平行，倾斜角恒定为23.5度。

黄道圈与地平圈

黄道确实是天球上的一个完整圆圈，但这个圆圈并不总是均匀地分为地平线上可见部分和地平线以下部分。黄道在地平线上可见的比例取决于纬度和季节。

观测者的纬度

在赤道：春分和秋分时，黄道几乎与地平线平行。此时，黄道的一半可能位于地平线之上，另一半则位于地平线之下。然而，由于黄道相对于天赤道有23.5°的倾斜，这种情况在一年中会略有变化。

在纬度45°处：黄道相对于地平线的倾斜度更大。一年中的某些时段，黄道会有更大一部分位于地平线之上，但根据季节不同，总有一部分位于地平线之下。

在极点（纬度90°）：极昼期间，黄道沿与地平线平行的圆形轨迹运行，这意味着整个黄道在24小时内始终位于地平线之上，不会落下。

在赤道：春分和秋分时，黄道几乎与地平线平行，但由于黄道相对于天赤道有23.5°的倾斜，黄道的一半可能位于地平线之上，另一半则位于地平线之下。在夏至和冬至时，黄道的倾斜意味着地平线之上可见的黄道部分会更多或更少。
在纬度45°处：黄道相对于地平线的倾斜度更大，这意味着一年中部分时段可见于地平线以上的黄道弧段更长。地平线以上可见黄道的比例随季节变化。
在两极地区：极昼期间，黄道与地平线平行，整个黄道在24小时内均位于地平线以上可见。极夜期间，黄道位于地平线以下，不可见。

季节与太阳的位置

在春分和秋分（3月21日和9月21日），黄道相对于赤道地平线的倾角几乎为0°，因此太阳的路径穿过地平线，昼夜等长。
在夏至（约6月21日）时，北半球天空中的黄道位置较高，使得黄道上方部分更加明显，太阳在天空中的位置也更高。
在冬至（约12月21日）前后，北半球黄道在天空中的位置较低，黄道较低部分更易观测，白昼时间较短。

北半球天空中行星沿黄道的位置

黄道与天赤道相交于两点，称为分点（春分点和秋分点）。这两点定义了黄道与天赤道的交汇位置。黄道的倾角在至点附近达到最大值，从而形成相对于地平线的极端角度。

肉眼可见：傍晚时分，寻找行星或月球的排列轨迹；它们勾勒出黄道。
工具方面：有许多天文观测应用可以帮助业余天文学家探索夜空，识别星座、行星、恒星及其他天体（如Stellarium、SkySafari、Star Walk 2、Night Sky、Google Sky Map、Celestron SkyPortal等）。

总之，在北半球，黄道在天空中呈现为一条倾斜的带状区域，行星与黄道星座的排列清晰地标示出它的位置。