長而晝短。可知晝夜長短,由于南北二極出入地也。
如右圖,欲知順天府每節氣晝夜刻各幾何,則視本日節氣在地平線上時刻卽晝,在下時刻卽夜也。假如于夏至線視地平線交于寅正二刻以上,得二十九刻十一分,是從日出至午正初刻;加一倍卽從午正初至日入,得五十九刻七分,爲晝刻分;所餘刻分,卽夜刻分也。諸節氣亦然。又欲知日出入時刻,卽視地平線于本節氣相交某時刻卽得。欲知隨節氣朦朧影刻各幾何,亦視本節氣自朦朧線以上至地平線皆黃昏、昧爽刻分也。
北極出地三十二度晝夜長短圖
北極出地三十二度晝夜長短圖說
凡晝夜長短時刻,由於南北極出入地與所居緯度之不同也。天頂近於赤道,則北極出地度數少,卽晝夜長短亦少;天頂遠於赤道,則北極出地度分多,卽晝夜長短亦多。
故應天府北極出地三十二度半,順天府四十度强,卽多七度半,其晝夜長短亦自不同。欲知所差幾何,試觀北極出地四十度强圖,地平線交夏至線於寅正二刻四分,故順天府夏至晝長五十九刻七分;觀北極出地三十二度半圖,地平線交夏至線於寅正三刻十二分,故應天府夏至晝長五十六刻六分,計差三刻。其餘節氣,以法對之,亦然。又欲知日出入及朦朧影時刻各異,如上法可求。
因右三圖,卽知晝夜時刻,隨北極出地,各有長短。北極不出地,因赤道爲天頂,左右節氣半在地上,半在地下,故晝夜必恆平也;北極出地或二十度,其赤道在天頂南二十度,左右節氣皆偏于南二十度,故晝夜必有長短也。蓋人居赤道下者,恆見半天,若北極出地二十度,南極必入地二十度;人居赤道北二十度者,其所見天,北方必多二十度而能見赤道下者之所不見,南方必少二十度而不見赤道下者之所得見,人恆得見半天故也。夏至節氣在赤道北,其二十度之分現在地面上,故得晝長;冬至在赤道南,其二十度之分隱在地面下,故得晝短。其北極出地三十、四十、五十度者,其理並同。獨至出地六十七度半,則不同也。試觀渾儀,若北極出地十度,夏至晝長二刻,出二十度長五刻,出三十度長八刻,出四十度長十二刻,出五十度長十八刻,出六十度長二十六刻,出六十七度長四十八刻。其長四十八刻者,夏至線不交地平,而全見在地平上,冬至全在地平下。故夏至日,太陽行地面上,不入地平,晝長九十六刻,無夜;冬至日,太陽行地面下,不出地平,夜長九十六刻,無晝。北極出地七十度,五夏節氣線,小滿、芒種、夏至、小暑、大暑,皆在地平上;五冬節氣線,小雪、大雪、冬至、小寒、大寒,皆在地平下。其北極出地七十度者,從小滿歷夏至,夏至歷大暑,凡六十日,太陽斜行地上,不入地下,卽六十日全爲晝,無夜;小雪以後,歷冬至、冬至歷大寒,凡六十日,太陽斜行地下,不出地上,卽六十日全爲夜,無晝。若北極出地八十度,則夏十節氣皆在地平上,冬在下,晝夜長短,全爲百二十餘日。若北極出地九十度,則此地以北極爲天頂,以赤道爲地平,赤道北諸節氣,全在地平上;赤道南諸節氣,全在地平下,而半年爲晝,半年爲夜矣。