黄道

黄道是太阳在天球上的视运动轨迹，它是黄道坐标系的基准。另外，黄道也指太阳视运动轨迹所在的平面，它和地球绕太阳的轨道共面（看起来像是太阳绕着地球转）。太阳的视运动轨迹并不能经常被观测到，地球自转产生了日出与日落的变化，这掩盖了太阳相对其他星星运动的轨迹。黄道是在一年当中太阳在天球上的视路径，看起来它在群星之间移动的路径，明显的也是行星在每年中所经过的路径。更明确的说，它是球状的表面（天球）与黄道平面的交集；以几何学来描述，它是包含地球环绕太阳运行的平均轨道平面。黄道不变平面（英语：Invariable plane）是垂直所有行星轨道平面角动量和的平面，而木星应该是最主要的影响者。目前的黄道平面与不变黄道平面夹角约1.5°。西方的黄道（ecliptic）一词是从蚀（eclipse）发生的地方延伸出来的。由于地球公转受到月球和其他行星的摄动，地球公转轨道并不是严格的平面，即在空间产生不规则的连续变化，这种变化包括多项短周期的和一项缓慢的长期运动。短周期运动可以通过一定时期内的平均加以消除，消除了周期运动的轨道平面称为瞬时平均轨道平面。黄道的严格定义是：地月系质心绕太阳公转的瞬时平均轨道平面与天球相交的大圆。前面描述的日地运动较为简单，实际上，地球还在围绕地月引力中心运动，这导致太阳的视运动以一个月为周期发生微小的偏移。另外，由于太阳系其他天体的影响，地月二体系统的中心也在进行着复杂运动。因此，黄道实际上是一年中太阳的视运动轨迹。地球绕太阳运行的周期为一年，因此太阳的视位置在黄道上运行一圈也要花费这么多时间。一年比365天多一点，每天太阳向东移动的角度略小于1°一天之中，太阳的位置相对恒星发生了微小的变化，因此，地球表面上一点追上太阳所花费的时间要比地球自转周期23小时56分(恒星日)长一些，大概为24小时(太阳日)。当然，这种计算方法也是简化的，它假设地球绕太阳运行的速度是恒定不变的。实际上，在一年中地球公转的速度是变化着的，这导致了太阳在黄道上的移动速度也是变化的。比如，太阳在天球赤道北侧运行的时间为185天，而在南侧运行的时间仅为180天左右。地球公转速度的变化产生了均时差。地球的自转轴与地球公转平面并不垂直，因此，黄道面和地球赤道面并不重合，而是有大约23.4°的夹角，通常被称为黄赤交角。把赤道投影到天球上得到天球赤道，天球赤道与黄道的两个交点被称为昼夜平分点。一年之中，太阳沿着黄道运动会两次穿过天赤道。太阳由南向北穿过天赤道的点被称为春分点或黄道升交点，也被称为白羊座第一点 ，由北向南穿过的点被称为秋分点或黄道降交点。地球自转轴和赤道在空间中的位置并不是固定的，而是大约以26000年为周期围绕着黄极运动，这种运动被称为日月岁差，日月岁差大部分是由日月引力作用在地球赤道的隆起部分造成的。另外，黄道本身在空间中的位置也是变化的，太阳系中其他天体对地球公转轨道会产生一个比较小的影响，这导致了黄道的进动，被称为行星岁差。这两种作用合起来称为总岁差，导致了昼夜平分点每年变化50角秒左右。由于太阳和月球相对于地球的位置会周期变化，日月引力使得地球自转轴产生了短周期小幅度的摆动，这被称为章动。由于地球自转轴的章动，昼夜平分点的位置也会随之发生周期变化。考虑了实时的岁差和章动得到的赤道和平分点被称为“真赤道真春分点”，不考虑章动作用得到的赤道和春分点被称为“平赤道平春分点”。黄赤交角这个概念在天文学上被用于描述黄道与地球赤道的夹角，也相当于地球自转轴与黄道面法线的夹角。黄赤交角大约为23.4°，由于行星岁差的影响，黄赤交角目前每百年增长0.013度(47角秒)。通过长期观测地球和其他行星运动可以得到黄赤交角的角速度。随着观测精度的提高和对动力学模型的深入理解，天文学家产生了新的星历表。因此，由这些星历表衍生出来的天文数据也不一样，比如黄赤交角。太阳系的大多数天体几乎在同一个平面内围绕太阳转动，这可能是因为太阳系来自于一个原行星盘。这个原行星盘也被叫做太阳系的不动面。地球轨道与不动面的夹角比1度大一点，太阳系主要天体的轨道平面与不动面的夹角都在6度以内。因此，从地面上看，太阳系的大多数天体都非常靠近黄道。黄道面由太阳的运动来确定，太阳系不动面由整个太阳系的角动量来确定，本质上它体现了太阳系内所有轨道上的运动和旋转，这需要获得所有天体精确的运动数据。因此，一般选择黄道作为太阳系的参考平面，而不是太阳系不动面。古人观察星空，发现天体分作两类：一类固定在天球上，组成各个星座，形成一幅永恒的天空背景，称之为恒星；另一类天体在黄道附近运行，不断穿过黄道上的十二个星座，称之为行星。这些行星包括七颗（七曜），分别是阴阳——太阳和太阴（月球），以及五行——金、木、水、火、土五个肉眼可见的经典行星。太阳在黄道上一年运行一圈，太阴在黄道上一个月运行一圈。各个文明对星座的划分方法与行星轨迹密切相关：西方文明中，太阳的轨迹把黄道分作十二段，每月一段，每段一个星座组成黄道十二宫。中国文明中，太阳的轨迹把黄道分作四段，每个季度一段，即天空的四象青龙白虎朱雀玄武；而太阴的轨迹把黄道分作28段，每天一段，即天空的二十八宿；然后结合太阳和太阴的划分，四象=28宿，每一象被分作七宿，这七宿分别对应阴阳金木水火土七大行星，组成一个星期七天，因此每个月被四象分成四个星期。