Доброе утро（各位早上好），我是伊琉沙
今天是公元2010年2月18日星期四
農曆1月5日（庚寅年。戊寅月。己亥日）
以下的這個章節其實是有感於天球座標系統的概念抽象，在沒有教具的情況下是不太容易進行教學的，故畫了這幾張示意圖方便講解說明！
伊琉沙，北極星與天球座標，星空小札第343節，2008年10月
Fig.1 天球的赤道座標系與地理座標的關係
Fig.1為一天球透視圖，最外圈即為假想的天球，貫穿中心的紫色箭頭為地球自轉軸，而從白色的箭頭指向，可以讓我們知道天球座標系統中的「赤道座標系統」為地球表面的「地理座標」所投影出來的，彼此緯度相對應，因此中央的三個圓盤由上而下分别是以地理的北回歸線（北緯23.5度）、赤道（0度）、南回歸線（南緯23.5度）所投影至天球的圓面。
但要注意，地理經度是固定在地球表面上的，而天球的赤經也是固定在天球上的，但由於地球的自轉，地理經度與赤經並無直接對應關係，而兩者之間的差則由「時角」修正。
Fig.2 赤道座標系與地平座標系的轉換（北回歸線）
藉由Fig.1的天球做一下延伸，假想你在北回歸線上的任一位置，其當地的地平線（地平面）相當於該位置那一點在地球表面上的切線（切平面），同時可以知道南北方位，如綠色雙箭頭所示，理所當然地，天頂正交（垂直）於地平面。如果仔細比對Fig.1與Fig.2，我們可以簡單得到一個結論，如果我們位處於北回歸線上時，當地的天頂其赤緯必然為+23.5度。
Fig.3 位在北回歸線上所看到的天球
發揮你的想象力，從Fig.2的圖轉換為我們的地平座標系統，如Fig.3，在當地我們看到的天球就如上圖。同時大家也都知道夏至當天，太陽會直射北回歸線，亦即在北回歸線上的觀測者，當天會看到太陽通過天頂。
Fig.4 北回歸線上的觀測者所見北極星的仰角
另外我們也能發現北極星的仰角高度與當地緯度相同，如Fig.4。
Fig.5 赤道座標系與地平座標系的轉換（赤道）
與前面三張圖相同的原理，而現在觀測者來到了赤道，請好好地發揮一下想象力吧！
Fig.6 位在赤道上所看到的天球
赤道的觀測者看到的天球就長得像是這樣子，亦即天球上的星星東昇西落都與地平線垂直！
Fig.7 赤道上的觀測者所見北極星的仰角
可以清楚的發現在地球赤道上的觀測者看到的北極星恰好位在地平線上！ |
First Edition on Feb. 18, 2010
Last Updated on Feb. 18, 2010
by iLYuSha of Kocmoc (Илюша Космович Космоса)
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