中天 (天文学)

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中天是天文学上当行星、恒星或星座等天体，在周日运动的过程中所经过的一个点，在观察上是该天体正经过当地子午圈的时刻。换言之，是该天体在最高点的位置，也是该天体最接近天顶的时刻。

有时，会使用上中天来描述上述的现象，而下中天则是天体经过子午圈的另一个时间，这时的位置在天球上的最低点。（也就是最接近天底或离天顶最远的点）。

中天时的高度是在地球上观测点的纬度加或减该天体与天极的距离，若是110°则应该换成70°，-100°则应换成-80°，依此类推。两者的地平经度则与方位一样，但如果我们做方位的变换，则变换前后的数值将相差180°。

对任意一个纬度，会出现三种情况：

• 天体永远在地平圈上，即使下中天也一样，这是恒显圈。当赤纬加上地理纬度的绝对值大于90°的情况下（当赤纬的绝对值大于地理纬度的余角时）。
• 天体永远在地平圈下，即使上中天也一样，这是恒隐圈。当赤纬减去地理纬度的绝对值大于90°的情况下（当天体在另一个半球，且赤纬的绝对值大于地理纬度的余角时）。
• 上中天在地平圈之上，下中天在地平圈之下，这是另一种情况（当天体赤纬的绝对值小于地理纬度的余角时）。

第三种情况所对应的天空，完全对应于地理纬度的余弦值（在赤道，所有的天体都会出没，因为天体绕着子午圈的南北极转动。在极点，所有的天体都不会升起或落下，因为天体绕着垂直于极点的轴转动）；第一种和第二种情况，则在剩余的天球中各占一半。

从一次上中天至下一次的时间相距是24小时，当然，从上中天到下中天是12小时。但是，这只是粗略的说法，因为地球在椭圆轨道上运动，而且天体还有自行（如果是行星或月球）。

严谨的说，地球运动在这种运动下是一个"太阳日"（也就是太阳连续两次经过某地相同之中天，即是上至上中天或下至下中天，的时间间隔），会比一个恒星日（任何一颗恒星连续两次经过某地之上中天的时间间隔）长一点。平均的差异是1/365.24219，因为地球绕太阳公转一周需要365.24219天。

以太阳为例

假设某一天的太阳位于赤纬+20°，那么在纬度52°N 的观测者，也就是天极的高度是52°N，我们增加或减去太阳至天极的角度，那是70°(90-20)，结果是122°(52+70)或-18°(52-70)。取122°的补角是上中天的高度角58°(180-122) ，而下中天的高度角是-18°。

对在纬度80°N的观测者，我们得到上中天是在南方高度角30°(180-(80+70))，而下中天是在北方10°(80-70)，这意味着是极昼。