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为什么要设立二十四节气？

二十四节气是我国传统历法的重要组成部分。几千年来，历法中节气的设置对我国农牧业的发展起了重要作用；从节气也演变产生了一些民间节日和民俗活动，体现了我国悠久的历史和优秀的传统文化。

中国传统的历法——使用至今的农历——是一种阴阳历。编制农历的基本规则是：以朔望月为历月长度的基础。朔望月的平均长度为29.5306日。历月长度为29日或30日，即使得历月的平均长度接近于朔望月。1朔望月的月相变化历经朔、上蛾眉月（又称新月）、上弦、盈凸月、望（又称满月）、亏凸月、下弦、下蛾眉月（又称残月）至下一个朔。历月中的每一日期都有月相上的意义，以朔为初一，上弦为初七或初八，望为十五或十六，下弦为二十二、二十三，直至下一个朔的前一天为月末的二十九或三十（又称晦）。以12个历月为1年。这样1年通常仅353日或354日。

图1  随着地球、太阳和月球相对位置的改变，地球上的观察者看到月球被太阳照亮的部分发生周期性变化，即月相变化。

古人不知道地球环绕太阳运行，但是他们早就察觉了太阳在天空中相对于不动的恒星背景在移动，并定出了太阳在天空移动的轨道，把它称为黄道。太阳在黄道上自西向东运行，称为太阳的周年视运动，运行1周的时间称为1回归年。回归年正是四季变迁的周期，其长度为365.2422日。由此可见，农历的历年长度与回归年相差约11日。

古人想出了置闰的办法来克服12个朔望月不反映四季周期的缺陷。这就是通过在二、三年内加入1个闰月（19年7闰），使这一年（闰年）的历年长度成为383～384日，历年的平均长度接近于1回归年。现在农历的正月初一只是在公历的1月下旬和2月的上、中旬之间来回移动，正由于此。不过，即使这样，由于年长不固定，农历日期还是不能确切反映季节的变迁。为了弥补这一点，古人又根据回归年的长度设计了二十四节气，加入到历法中。

图2  地球公转轨道与二十四节气。绘制：张一洁。

在西汉初年淮南王刘安偕其门人编撰的《淮南子·天文训》（公元前140年左右）中，就有对二十四节气的完整记载，其名称和顺序都同现今通行的基本一致。二十四节气的名称是根据地球在公转轨道上位置所反映的寒暑变化并结合相应的气象条件和自然现象（即物候）来命名的。其中春分、夏至、秋分、冬至，是季节的转折点。在北半球，一年之内，春、秋分日昼夜等长，夏至日白昼最长，而冬至日则白昼最短。

二十四节气是怎样划分的？

最初的二十四节气是把1回归年的日数等分成24份，从冬至以后每隔15.218日，为一个新的节气。这种平均安排节气的方法称为平气。西汉汉武帝元封七年（公元前104年）颁布了新制定的《太初历》，并宣布这一年为太初元年。首次把二十四节气完整地引进历法。《太初历》用的是平气法。现在我国农历规定太阳黄经每增加15°为一个节气。这称为定气，从清代的《时宪历》开始实行。

节气依据地球公转周期而定，本质上属于阳历。由于地球公转轨道是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。地球的公转速度并不均匀。地球在冬至后不久过近日点，在夏至后不久过远日点。过近日点时运行速度最快，在冬至前后两个节气间的日期差要短于平均值，只有14天多，之后运行速度逐渐减慢，直至到达远日点运行速度最慢，夏至前后两个节气间的日期差近16天，之后运行速度逐渐加快。所以各个节气之间的时间间隔是不等长的。

节气在公历中的日期是大致固定的。每月通常有两个节气，上半年在5日、21日，下半年在8日、23日；前后至多相差一两日。节气的名称，除了几个如立春、春分等直接取自天文学定义外，其余都反映了所在时段的气象现象或物候，如雨水、惊蛰等。

表1  二十四节气表

24个节气就是表示地球运动在公转轨道上24个不同的位置。一个节气，首先是指地球在绕太阳的轨道上到达这一位置的瞬间；其次，它又指包含这个瞬间的一日；其三，指从这一节气到下一节气前的约半个月。在我国的普通天文学教科书上，通常会列出二十四节气表，表中列出各个节气的太阳黄经和公历对应日期，如左表。

为了便于记忆，人们根据节气名称的顺序，从立春开始，编写了一首二十四节气歌：“春雨惊春清谷天，夏满芒夏暑相连，秋处露秋寒霜降，冬雪雪冬小大寒。”

从《太初历》开始，二十四节气又分为十二个中气和十二个节气，中气与节气间隔安排。从冬至起，等间隔地依次相间安排各个节气；每月有一个节气（左表中之“某月节”），一个中气（左表中之“某月中”），如：立春为正月节气，雨水为正月中气，惊蛰为二月节气，春分为二月中气，等等。由于两个节气之间的时间通常大于1个朔望月的时间，所以可能出现1个月内只有1个节气或1个中气的情况。因而《太初历》规定节气可以在上月的下半月或本月的上半月出现，而中气一定要在本月出现。如果遇到没有中气的月份，则定为上月的闰月。于是，从闰月以后的这月开始，将一直保持每月有1个节气、1个中气，直到两年多以后再一次置闰。这种置闰原则一直沿用至今。

二十四节气是我国古代历法的独特创造，为世界其他国家的历法所无。世界文明古国，在天文学上都达曾到相当高的成就，但是除中国以外，均只认识到太阳周年视运动到达的4个特殊点：春分、夏至、秋分和冬至。

历史上，随着中外文化交流，二十四节气也相继流传到了如日本、朝鲜和一些东南亚国家，在这些国家中也产生了很积极的作用。

实习编辑    李时雨

本文原载于《天文爱好者》2020年第5期