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    前些日子有媒体报道：陕西省西安市城区南门月城箭楼下摆放的日晷把晷盘装反了。而后，该市一家高档酒店门前的日晷晷盘内容也被爆出现内容差错。日晷为何物？有什么用途？可以分成哪些类型？带着诸多问题，科技日报记者采访了中科院国家授时中心副研究员马莉萍。

    日晷可分三类，赤道式最常见

    《说文解字》中有“晷，日影也。”日晷就是利用太阳的位置来测量时间的一种仪器。世界上有各种各样的日晷，根据晷面的摆放位置可以分为三大类：平晷、直晷和斜晷。还有一些便携式的日晷。

    平晷中最常见的是地平式日晷，晷面要求严格水平，晷面和晷针之间的夹角就是当地的地理纬度，适合低纬度使用。地平式日晷不仅制造容易，安装简便，而且具有较强的观赏性，适合安放于公园、广场和学校等地方。

    晷面垂直于地平面放置的是直晷，按照晷面朝向可以分为垂直向南日晷、垂直向北日晷以及垂直向东和向西日晷。其表针又分两种：垂直于晷面的和不垂直于晷面的。后者表针的倾角通常等于当地的地理纬度。垂直向南日晷较适合在中纬度使用。东或西向垂直式日晷只能在上半日（东向）或下半日（西向）使用，但全球各纬度都适用。欧洲许多国家建筑的墙上，附建有各种不同色调的日晷雕塑，很是吸引旅游者的眼球。

    斜晷可分为赤道式日晷、极晷等。赤道式日晷是日晷世界中最简单、最常见的。其晷面平行于赤道面，晷盘上刻度等分，晷针指向北极，晷针的仰角是当地的地理纬度。春分到秋分期间，太阳总是在天赤道的北侧运行，晷针的影子投向晷面上方；从秋分到春分期间，太阳在天赤道的南侧运行，晷针的影子投向晷面的下方。所以在春分以后看晷盘的上面；秋分以后看晷盘的下面。赤道式日晷适合中低纬度地区使用。

    北京故宫等处保存的都是清代制造的石质赤道式日晷。马莉萍介绍说，赤道式日晷是中国古代最经典的计时仪器，西安南门月城内的日晷也属于这种。若将晷盘改为圆环，则称为赤道式罗盘日晷。马莉萍曾在巴西里约热内卢植物园里见过这种环晷，时间一目了然。

    日晷的计时精度与制作和安装水准密切相关。就赤道式日晷来说，制作精良安装到位的日晷能精确到一两分钟。由于日晷依赖日照，不能用于阴天和黑夜。因此，单用日晷来计时是不够的，还需要其他种类的计时器，如水钟来与之相配。

    太阳影子指示时间，晷面读数还要减时差

    日晷石制的圆盘叫“晷面”，应根据当地纬度以一定倾角斜着摆放，使晷面平行于赤道面。晷盘上的刻度是等分的，分为子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥十二时辰。按照中国传统，每天的起始时间是子时，也就前一天晚上11时到次日凌晨1时。

    在北回归线以北的地方，早晨的影子在西方，中午的影子在北方，傍晚的影子在东方。所以随着时间的推移，晷针上的影子是慢慢由西向东在移动的。一般来说，早晨晷针的影子投向盘面西端的卯时附近，当太阳到达正南最高位置（上中天）时，针影位于正北（下）方，指示着当地的午时正时刻。午后太阳西移，日影东斜，依次指向未、申、酉各个时辰。

    在有一些日晷上刻有时差曲线，这条曲线源自真太阳时和平太阳时的差异。日晷反映的是真太阳时，对应着太阳在天空的运动。由于太阳公转速度不均匀以及黄赤交角的存在，真太阳时并不均匀。而我们日常使用的是平太阳时，是将真太阳时在全年的范围内均匀化后的一个时间。时差曲线反映的就是两者之间差别的周年性曲线，时差基本上在15分钟以内。要获得当地的时间，需要把由日晷得到的真太阳时减去当日的时差。