人居地四圍各以天頂日輪爲時早晚圖
人居地四圍各以天頂日輪爲時早晚圖說
如右圖,地爲圓體懸於空際上,下四旁皆有人居。四方之人各以所居子午線爲午時,太陽在東方。甲居東方者爲午時,日輪在其天頂故也;乙居西方者卽爲卯時,日輪至天頂須三時故也;丙亦居西方者卽爲子時,日輪以至天頂須六時故也。諸地相去,自東而西,莫不皆然。地球自南而北,三百六十度一周,每一度二百五十里。日輪每刻平行天度三度四十五分。如兩地相去九百三十七里半,則盡隔爲一刻;相去七千五百里,則相隔爲一時。因知居東方者,若得午時,自此逐漸往西,卽爲巳、爲辰、爲卯、爲寅、爲丑、爲子。天下自東而西,時刻各異,各以日輪到本處子午線爲午正初刻。晝夜長短恆同者,蓋以北極出地多寡定爲時刻多少,所以自東而西一帶。但經度相同地方,其離北極皆同,則晝夜長短亦同。
南北緯度,自赤道至極下,晝夜時刻,隨地各有長短。蓋居赤道下者,以赤道爲天頂,而其南北二極,正與地面相平。地平之交於諸節氣線,皆當正中,故其晝夜長短恆平也。北極出地,則地平之交節氣非其正中矣,故所分上下亦非平分。夏至則其線大分在上,而晝長夜短;冬至則其線小分在上,而晝短夜長。今欲知赤道之下晝夜常平,後圖詳之。
以赤道爲天頂晝夜常平圖
以赤道爲天頂晝夜常平圖說
如右圖,卽見人居此地,以赤道爲天頂,又南北極不出入地,次見地平線相交於諸節氣之線正當中,而六時在地平上,六時在下,故太陽或行夏至、或冬至、或春秋分線上,必六時在地面上而爲晝,六時在下而爲夜。其諸節氣,日出必卯正初刻,日入必酉正初刻,卽晝夜常平可知也。但其曚曨影稍異,冬夏二至略長於春秋分之時,此有別論,今不詳之。自赤道北行二百五十里,見北極出地一度,赤道離天頂南亦一度;若行二千五百里,卽北極出地、南極入地、赤道離天頂南俱差十度;自赤道下至北極下,每行二百五十里,皆差一度。其赤道線偏在天頂南,卽諸節氣線亦偏於南,不與地平線相交於正中以爲平分,故晝夜時刻各有長短焉。晝夜長短,皆從北極出地而生。今以北極出地四十度作法,餘可推焉。
北極出地四十度晝夜長短圖
北極出地四十度晝夜長短圖說
如右圖,北極出地南極入地四十度,赤道在天頂南亦四十度,地平線交於諸節氣線,非其正中。其交夏至線也,於寅正二刻四分,故晝長五十九刻七分,每日九十六刻,其餘三十六刻八分爲夜,甚短,因其線大半在地平上,故自春分經夏至至秋分,皆爲晝長而夜短;地平線交冬至在辰初一刻十一分,故夜長五十九刻七分,其餘三十六刻八分爲晝,甚短,因其線大半在地平下,故自秋分歷冬至至春分,皆爲夜