位置: 2025年6月20日至22日，北京师范大学澳门金沙集团官网考古文博系武家璧教授率领团队，赴河南郑州荥阳青台遗址进行夏至日出日落观测。团队成员包括考古文博系硕士研究生李嘉薇、影像史学实验室硕士研究生徐娅妮、天津市陆海测绘有限公司技术员王进达。北京师范大学人工智能学院段福庆教授和澳门金沙集团官网考古文博系敖雪峰教师也应邀参与了本次观测活动。此次观测的主要任务是观测夏至日出水面的自然景观，系郑州地区天文考古与文明起源研究项目的任务之一。
青台遗址位于荥阳市广武镇青台村东的岗地上，南濒枯河（古称砾石溪，今为唐岗水库），是处典型的新石器时代仰韶文化遗址，距今5000多年。枯河古称旃然河，发源于郑州市荥阳市王村镇前白杨村及西大村济渎池，一路东流，出王村境，入荥阳高村，水行至广武镇青台村，汇入了唐岗水库，水库北面隆起的高地上就是青台遗址。（图1、图2）
图1 枯河位置
图2 青台遗址位置
6月20日下午，项目组成员到达青台遗址，结合博物馆内的遗址地形图实地考察了遗址周围地形和各方向景观。（图3、图4）由于春分日出观测点水库旁台地的东北方有树木遮挡，不适合作为夏至日出观测点，故选择到对岸的台地上，视野较开阔，可观测到日升于水面的场景。当天傍晚天气状况不佳，有云层遮挡未能观测到日落。（图5）
图3 青台遗址航拍图
图4 青台遗址勘探遗迹总图
图5 6.20日落时天气状况
6月21日早上，阴天有雾，无法观测到日出景象。
上午，项目组成员到遗址北面平台处观察周围环境，并用RTK确定了夏日日出东北方向基线排水沟侧的两个基点。两点CGCS2000坐标与WGS84坐标一致，分别为：排水沟1（34.88972347°N,113.40647222°E）；排水沟2（34.88972384°N,113.40646456°E）。（图6）
图6 东北方向两个基点位置
接着，项目组成员来到了唐岗水库大坝上观察河流走向。（图7）大坝北面的河床应为枯河南边的一个支流，两边是河漫滩，跟埃及的尼罗河相似。图中所见的岗就是枯河主流和支流的分界。（图8）唐岗水库大坝的位置在新石器时代时由于水流高低落差会形成渔梁，周围的居民靠此捕鱼为生。
图7 考察唐岗水库大坝周围地形
图8 枯河主流与支流分界
傍晚，项目组成员用RTK根据春分时日落观测点的经纬度数据找到观测点，但由于日落过程中的云层遮挡未能拍摄到完整日落，大致方向为正西北。（图9、图10）又转移至水库对岸的台地上，确定了用于第二天日出观测的东北方向基点。（图4）
图9 拍摄日落
图10 测量日落观测点坐标
6月22日早上，项目组成员到达提前踩好点的水库旁台地上，进行日出观测。（图12、图13、图14）
现将观测和计算夏至日出方位的具体经过记述如下：
(一)日出方向的实测值
在与古河道走向一致的方向上，测量夏至日出的方向角。如下图所示，在日出时刻，迅速竖立两根标杆(观测点①、②)，使这两根标杆的连线指向日出一半时的日心位置，即两根标杆与太阳三点一线。用ATK仪器测得观测点①、②的经纬度坐标，然后计算日出方位角(θ)（图11）
图11 观测点位置示意图
计算结果列如下表：
实测日出方位角计算表 (单位°)
观测点① |
观测点② |
差值(①-②) |
正切 |
日出方位角θ |
|
东经 |
α₁=113.40581021 |
α₂=113.40569633 |
△α=0.00011388 |
△δ/(cosφ△a) |
atan(0.560191405) |
北纬 |
δ₁=34.88631651 |
δ₂=34.88626418 |
△δ=0.00005233 |
=0.560191405 |
=29.25717424 |
(二)日出方向的理论值
依据球面天文学公式，计算夏至日出方位角(A)：
sin(z)sin(A)＝-cos(δ)sin(t) |
(正弦公式) |
|
cos(z)＝sin(φ)sin(δ)+cos(φ)cos(δ)cos(t) |
(边的余弦公式) |
式中z表示太阳的天顶距，考虑到大气折射抬高日心约0.5°，故取z＝90.5°。t是日出时刻的太阳时角，时角从天子午圈沿天赤道向西度量，故日落的时角为正，日出的时角为负。φ是观测地点的地理纬度。δ是太阳赤纬，取夏至时刻的太阳赤纬等于黄赤交角(ε)，其计算公式为：
ε=84381″.448-46″.84024T-0″.00059T²+0″.001813T³
T为从J2000.0历元起算的儒略世纪数。2025年与J2000.0相差25年，T=0.25，
ε=23º.43603831。
计算结果列如下表：
夏至日出方位计算表 (单位°)
太阳天顶距 |
观测地纬度 |
夏至点赤纬 |
日出时角 |
日出方位角 |
z |
φ |
δ |
t |
A |
90.5 |
34.88626418 |
23.43603831 |
-108.2910519 |
60.59610503 |
日出方位角为北偏东A=60º.5961，亦即东偏北θ=29º.4039, 与实测值θ=29º.2572基本符合。
图12 寻找最佳观测位置
图13 太阳与两根标杆连成一条直线
图14 太阳向东移动
实地考察表明，站在遗址南边的中壕外侧，可以看到夏至日出的方向与枯河在遗址附近的走向(今唐岗水库的长条形走向)一致，即看到日出在长长的水面上冉冉升起，倒印在水面上的太阳拽光，把天边和水面照得通红，十分壮观。生活在此地的古人一定感受到了这种美妙奇观，并将其赋予某种神秘属性，这可能就是水神崇拜和观象授时的起源。遗址区的水边至今还有青龙庙，遗址所在的高地又叫青龙台，简称青台。此地对于水神的崇拜自远古至当今，一脉相承，绵延五千年，祭祀不绝。《国语·楚语》记载说上古天文世家重黎氏“司天以属神”，“司地以属民”，即根据天象制订神历，根据大地景观制订民历。青台遗址很可能是“民历”最早的发源地之一，日出水面的景观可能是其观象授时的重要依据。（图15、图16）遗憾的是，受限于现代气候条件，未能观察到山脉背景，无法确定古人具体的观测位置。
图15 冬至日出水面形成太阳光柱
图16 曦光掠影
此次观测成功观测到了夏至日出水面的自然景象，对讨论新石器时期的太阳崇拜和水神崇拜提供了一定参考。同时记录了观测地点的经纬度和日出入方位数据，为后续利用WGS84坐标系和地理信息系统制作地形图和天际线等，提供了科学基准点。并通过计算确定实测值与当日日出方位角基本吻合，证实课题组的观测方法是正确有效的。
此次观测圆满完成了本课题设置的各项任务。
最后，特别感谢天津大学建筑工程学院熊春宝教授、郑州市文物考古研究院丁兰坡研究员、魏青利副研究员的支持，感谢青台遗址工作站朱葡萄和刘秀芳老师为我们安排食宿及当地技工师傅们为我们提供帮助，还要感谢天津陆海测绘公司的大力支持，叶作安经理、史青法经理无偿借给我们测绘仪器设备，并派出技术人员王进达到现场指导。
图17 项目组成员合照
图18 项目组成员合照
撰稿：李嘉薇
摄影：徐娅妮
指导教师：武家璧
