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1 均時差 -簡介

  均時差是在一年之中,來自日晷和鐘錶的時間差異。日晷可以比鐘錶的時間快〈超前〉16分33秒〈大約在11月3日〉或慢〈落後〉14分6秒〈大約在2月12日〉。這起因於地球的軌道傾角〈自轉軸對公轉軌道平面的傾斜〉,與軌道離心率造成太陽明顯的不規則運動。均時差可以說明視覺上的太陽8字型曲線〈analemma〉。
  自然的,其他的行星也有均時差。在火星,因為離心率更大,日晷和鐘錶顯示的時間會差異到50分鐘。

2 均時差 -視時與平時

  早在巴比倫的時代就知道太陽每日運動是規則的,在托勒密的《"天文學大成"》就有一章〈第三冊第九章〉專門說明如何計算。但是,他沒有考慮背景恆星緩慢運動的原因,因為他認為這些是沒有影響的。他只針對運動最快速的天體,月球,進行演算。
  直到17世紀將結束時,發明了擺鐘才有可靠的計時器,但均時差仍然是使用托勒密定義的古董說詞來詮釋,除了天文學家,沒有人認為這是件重要的事。只有當機械的時計要取代已經為人類服務了數個世紀的日晷守時功能的時候,為了區別時鐘的時間和太陽時,這才成為一個議題:視太陽時〈或真太陽時〉是經由日晷顯示的太陽時,而"平太陽時"是由鐘錶顯示的平均時間。
  直到1833年,均時差在英國的航海年曆和天文星曆表中對視太陽時依然是欠缺的。在這之前,年曆上的時間都是視太陽時,因為船舶上的時間都是靠著觀測太陽來決定的。在一些需要平太陽時的特殊觀測場合中,才會在視太陽時之後附加均時差。從1834年起,因為大多數的船舶都有了準確的計時器,所有的時間顯示才改用平太陽時。只有在需要視太陽時的特殊觀測場合,才會以相反的符號將均時差附加給平太陽時。
  因為太陽的運動是每天轉一圈,也就是每24小時轉360°,或是每4分鐘轉1°,而且太陽本身的盤面在天空中就有0.5°的大小,簡單的日晷能達到的最佳準確度是1分鐘,而因為均時差的範圍達到30分鐘,很明顯的日晷和鐘錶之間的時間差異是不能忽略的。除均時差之外,也必須更正與地區標準子物線距離的差異,而如果實施夏令時間也需要修正。
  由於地球自轉的減速,平太陽日本身也有微量的變化,每世紀的一天長度約減少2微秒,每一年累積的量大約是1秒鐘,這與均時差毫無關係,而且從最精確的日晷中也完全看不出這種改變。

3 均時差 -地球軌道的離心率

  地球繞著太陽公轉,看起來就像太陽繞著地球每年轉一圈。如果太陽是在天球赤道上以等速運轉,那麼它會很準確的在每天的12點整中天,並且是理想的守時者。但是地球的軌道是橢圓的,因此依據克卜勒行星運動定律,太陽看起來在經過近日點附近時〈現在大約在每年的1月3日〉移動的比較快,而在半年後經過遠日點附近時,移動的比較慢。在最極端的狀況下,這種作用會使一天增加〈或減少〉7.9秒,這是逐日累加的。結果是地球軌道的離心率對均時差呈現正弦波函數的變化,在一年的周期中有7.66分的震湯。零點的位置在近日點〈一月初〉和遠日點〈七月初〉,最大值落在四月初〈正值〉和十月初〈負值〉。
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