冬至（12月21日）北半球白晝最短

黑夜最長的一天而這一天北京的三處古建筑

會迎來一年一度的“光影魔術(shù)”乾清宮的“正大光明”被點亮

天壇皇穹宇的“神版光照”頤和園十七孔橋的“金光穿洞”

這些并非巧合而是古人智慧與氣象、天文的

完美合奏今天跟著小編一起

賞美景、漲知識吧

故宮乾清宮

每年冬至日正午，陽光會穿過乾清宮大門，經(jīng)金磚地面反射，不偏不倚照亮“正大光明”匾額及其下方的五條金龍。

“正大光明”匾額為何冬至亮起？

科學(xué)解碼：

1. 建筑坐北朝南——北京位于北回歸線以北，陽光終年偏南照射，南立面采光最佳。

2. 黃赤交角23°26′——冬至日北京正午太陽高度角全年最小，光線能以低角度射入殿內(nèi)。

3. 金磚鏡面反射——蘇州特制金磚經(jīng)過“使灰鉆油”工藝，表面如鏡，將陽光精準(zhǔn)反射至匾額。

故宮的金磚 圖片來源：故宮宣教

4. 出檐設(shè)計控光——屋檐出挑長度約柱高三分之一，冬天納入更多光線，夏天則遮陽避暑。

古人通過建筑布局、材料選擇與天文測算，讓“正大光明”在至暗時刻亮起，寓意“陽極生陰，光明永駐”。

天壇皇穹宇

冬至正午，一束光穿過皇穹宇門窗，如聚光燈般照在大殿最深處的“皇天上帝”上，形成“光照神牌”奇觀。

冬至的光照亮天壇祈年殿“皇天上帝” 圖片來源：天壇公眾號

一束光，如何找到“皇天上帝”？

科學(xué)解碼：

1. 黃赤交角23°26′——冬至日北京正午太陽高度角全年最小，光線能以低角度射入殿內(nèi)。

天壇祈年殿外觀 圖片來源：天壇公眾號

2. 坐北朝南+深遠(yuǎn)出檐——夏至光線被檐遮擋，冬至則長驅(qū)直入。

天壇屋檐 圖片來源：天壇公眾號

3. 青石鏡面反射——地面青石經(jīng)打磨潤泡，光滑如鏡，光線按入射角等于反射角的規(guī)律，精準(zhǔn)聚焦神版。

陽光照射地面效果 圖片來源：故宮宣教

這不僅是光學(xué)現(xiàn)象，更是“天人感應(yīng)”的儀式表達(dá)——冬至祭天時，光至如神臨。

頤和園十七孔橋

冬至前后黃昏，落日余暉穿過十七孔橋橋洞，形成一串金色光環(huán)，被稱為“金光穿洞”。

頤和園金光穿洞奇觀 攝影：馬超

金光為何只在冬至前后穿洞？

科學(xué)解碼：

1. 太陽高度角與方位角匹配——黃昏時太陽高度角小，方位角約231°，光線幾乎與湖面平行，正對橋洞。

十七孔橋南側(cè)太陽的角度 攝影：楊陽

2. 橋體非正東西向——東側(cè)偏南、西側(cè)偏北的設(shè)計，使光線斜射入橋洞東南角，形成“穿洞”視覺效果。

橋體整體呈現(xiàn)西北至東南走向 攝影：馬超

3. 大氣散射造就金紅色——傍晚陽光穿過更厚的大氣層，藍(lán)紫光被散射，紅黃光直達(dá)橋體，呈現(xiàn)金黃至紅漸變。

夏季大氣散射帶來的金紅色晚霞 攝影：馬超

橋體與光影的對話，是建筑幾何、天體運行與大氣物理的三重交響。

金光穿洞局部 攝影：馬超

這些“冬至奇觀”共同揭示了一個規(guī)律：太陽高度角與方位角的季節(jié)變化，是自然光影的“導(dǎo)演”。古人通過觀測天文、巧設(shè)建筑，將時間、空間與光影凝固成一場年復(fù)一年的儀式。

冬至雖是一年中最短的白晝

卻因這些光影奇跡成為北京城最“明亮”的日子

這個冬至，如果你在北京不妨去邂逅這些限定光影感受千年智慧在光線中蘇醒的瞬間

中國氣象報社 出品