地球科学里的时间是几维的？

张学文，2011-6-29

哲学家说时间只有过去，并且通过现在到未来，它与一维的数轴的结构相同，是一维的。而更高明的理论家说时间是多维的这我就不理解了。可是，

可是最近分析地球上日光的变化规律，面对一个这样的公式：

sinh=sinδsinφ+cosδcosφcosω

上面的公式里的h是当时的太阳高度角，而δ，φ，ω分别是太阳赤纬、纬度和时角。

这个公式告诉了你任何地点（纬度的值）、一年中的任何一天（太阳赤纬）、任何时刻（时角）的太阳高度角h是多少。

这个公式让我考虑很久，我感到它巧妙地把时间2维化了，即这里的时间取决与两个值，一个是当天在一年中的位置，它以“赤纬”的值体现，一个是当时在一天中的位置，它以时角来表示（联系着几点钟）。从外形看φ，ω就是两个独立变量，而他们又都是描述地球上的时间。

这岂不是用两个变量（两维）在一个公式里表示时间坐标？这岂不是说明气象学里的时间应当是两维的？

就是，你问当地的温度是多少，就需要指明是那一年（t1）、那一天(t2)以及该日的中午还是早晨(t3)。而这是气象学的典型问题。在这个问题中关于时间确实需要用三个独立变量，t1,t2,t3来刻画。

于是我感觉在气象学里的时间以年份、日期、几点钟三个独立变量描述是妥当的。这自然、实用又不深奥。照此看来，气象学中的时间用三维变量表示是周全，妥当的。沿着这个思路，说时间是三维的，也是妥当的。

地球上的每个地点，应当（可以）用经度、纬度、拔海高度三个独立变量描述，时间也用年份、日期、几点钟三个变量描述。于是气象学的变量的取值就是6个自变量的函数。三个空间坐标，三个时间坐标。

气象学里的时间空间是6维的，这空间三维中经纬度的2维的变量取值是有界的，它们分别是-180到+180度，和-90到+90度，而时间的三维中也是有两维的取值是有界的，日期只有1-365，或者闰年的1-366，小时的0到24.而年份可以没有上界。

气象学的这个对时间的表示方法显然也可以用到水文、地质等方面，所以说地球科学里的时间是三维的是妥当和清楚的。

不知道高明的物理学家如何理解多维的时间，但是地球科学里把时间看作3维的，很自然。只不过我们过去没有觉得它是如此的。

文件上签字日，人的出生日，购物单上时间…所有的年、月、日数据都是可以看做3维变量的。

这么认识妥当吗？欢迎知道您的见解。

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