古老的二十四節(jié)氣，是中國人民智慧的結(jié)晶，指導著傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活。國際氣象界，二十四節(jié)氣被譽為“中國的第五大發(fā)明”，并在2016年被列入了“人類非物質(zhì)文化遺產(chǎn)”代表作目錄。
“‘第五大發(fā)明’的說法有科學依據(jù)。因為‘二十四節(jié)氣’不僅是人類的非物質(zhì)文化遺產(chǎn)，還是中華民族的祖先歷經(jīng)幾千年的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐創(chuàng)造出來的寶貴科學遺產(chǎn)。從氣候?qū)W角度看，‘二十四節(jié)氣’是中國人在長期的生產(chǎn)實踐中逐步認識到的季節(jié)更替和氣候變化規(guī)律，凝聚了中國人對大自然的科學態(tài)度和正確的觀點及方法。
“二十四節(jié)氣”起源于黃河流域，把全年分為立春、立夏、立秋和立冬等，以反映四季、氣溫、降雨、物候等方面的變化。這反映出中國古代民間對氣候的樸素認知，農(nóng)耕時代中國農(nóng)民一直依靠“二十四節(jié)氣”來安排生活和生產(chǎn)，這種科學認識然后又遠播海外各大洲，影響了全世界。
“以現(xiàn)代氣象學的觀點來看，氣候的形成主要受太陽輻射、地球運動、大氣環(huán)流等影響，‘二十四節(jié)氣’雖沒有從這些角度去解釋，但也從自然現(xiàn)象中反映出中國古代民間對氣候的認知，客觀反映了我國獨特的氣候特點，比如四季分明等。
《夏小正》一書是我國最早記錄節(jié)氣以及物候變化的里程碑式的文字，所記載的內(nèi)容和觀察，是后來‘二十四節(jié)氣’形成的基礎(chǔ)。古人以五日為候，三候為氣，六氣為時，四時為歲，每歲‘二十四節(jié)氣’，七十二候應(yīng)，氣候的實質(zhì)是地球與太陽的相互運動，以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐過程中物候與氣象的有機組合。
在中國，“二十四節(jié)氣”系統(tǒng)是逐步完備起來的。早在春秋戰(zhàn)國時期，中國就已經(jīng)能用土圭（在平面上豎一根桿子）來測量正午太陽影子的長短；戰(zhàn)國末期《呂氏春秋》已明確提到冬至、夏至、春分、秋分四個節(jié)氣：一年中，土圭在正午時分影子最短的一天為夏至，最長的一天為冬至，影子長度適中的為春分或秋分。西漢劉安組織編寫的《淮南子》一書里就有完整的“二十四節(jié)氣”記載，并詳細地介紹了節(jié)氣推算的方法和節(jié)氣的有關(guān)內(nèi)容，論述了天地日月、風雨雷電等自然現(xiàn)象的生成，以及對人類和社會生活秩序與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響。
尤其值得注意的是，陶寺古觀象臺形成于公元前2100年的原始社會末期，比目前世界上公認的英國巨石陣觀測臺（公元前1680年）還要早近500年。隨著山西襄汾陶寺古觀象臺的發(fā)現(xiàn)，進一步印證了《尚書·堯典》中的記載，這說明中國人觀測氣象比西方早了500年。
那么為什么要設(shè)計出閏年呢？
據(jù)考證，最早在一年365天的歷法當中加入“閏年”這個類似概念的是埃及帝國，他們希望在使用太陽歷的同時確保歷法與季節(jié)不脫節(jié)。
之后，羅馬共和國時期的尤利烏斯·凱撒基于埃及的歷法，創(chuàng)造出一年12個月365天的歷法。在這之前，人們主要用一年355天的歷法，每兩年就插入一個月。雖然這個歷法盛行了一段時間，但是隨著研究發(fā)現(xiàn)一年其實大約為365.24天，因此凱撒創(chuàng)立了每4年一次閏年的辦法來修正，他也因此被成為“閏年之父”。
在格里高利歷和閏年系統(tǒng)下，現(xiàn)代世界大部分國家的日歷與季節(jié)周期保持同步。
幾個世紀以來，人類一直在努力讓民用歷、宗教歷和農(nóng)業(yè)歷與太陽年同步。最終，人們通過增加“閏年”的辦法，解決了這個難題。不過，這只是暫時的，再過3300年，這個問題又會出現(xiàn)。
閏年如約而至：本周六，也就是2月29日，是一個閏日。歷法上的這一奇怪現(xiàn)象（幾乎）每隔4年就會出現(xiàn)一次。
幾個世紀以來，人們一直在嘗試讓日歷與自然年同步，可惜事與愿違，反而引發(fā)了很多混亂。直至閏年出現(xiàn)，才補回了失去的時間。
這是因為地球繞太陽公轉(zhuǎn)的周期并不是完整的365天，而是365.24219天。
回歸年——地球公轉(zhuǎn)一圈的真實天數(shù)（近似）
但是誰會想在365.24219天的時候慶祝新年呢？
于是我們把零頭去掉了，把一年的時間統(tǒng)一為365天。但是，這個零頭是多少呢？0.24219天大概等于5.8個小時。也就是說，我們每年都少過了5.8個小時。
時間都去哪兒了？這就是答案。
不過，時間等于金錢，這個道理很早就有人想明白了。于是在公元45年，古羅馬獨裁者凱撒皇帝針對每年丟失的5.8小時想出了一個解決辦法：
“ 我們先隨便過個3年，不管那多出來的5.8個小時。到了第4年，我們把這些沒過的時間加起來，湊出一整天安排在二月份里。”
就這樣，閏年和閏月出現(xiàn)了！
凱撒雖然是拍腦袋想出這個方法的，但是你別說他這么做還挺有道理。
如果我們一直忽略每年少過的5.8個小時，那么100年后，我們的“日歷年”和“真實年”（或者說回歸年）之間就差了25天！也就是說，每個世紀我們就會少過將近1個月的時間。
在古代，我國歷法家一向把十九年定為計算閏年的單位，稱為“一章”，在每一章里有七個閏年。也就是說，在十九個年頭中，要有七個年頭是十三個月。這種閏法一直采用了一千多年，不過它還不夠周密、精確。
公元412年，北涼趙厞創(chuàng)作《元始歷》，才打破了歲章的限制，規(guī)定在六百年中間插入二百二十一個閏月。可惜趙厞的改革沒有引起當時人的注意，例如著名歷算家何承天在公元443年制作《元嘉歷》時，還是采用十九年七閏的古法。
祖沖之吸取了趙厞的先進理論，加上他自己的觀察，認為十九年七閏的閏數(shù)過多，每二百年就要差一天，而趙厞六百年二百二十一閏的閏數(shù)卻又嫌稍稀，也不十分精密。因此，他提出了三百九十一年內(nèi)一百四十四閏的新閏法，這個閏法在當時算是最精密的了。
除了改革閏法以外，祖沖之在歷法研究上的另一重大成就，是破天荒第一次應(yīng)用了“歲差”。
祖沖之在歷法研究方面的第三個巨大貢獻，就是能夠求出歷法中通常稱為“交點月”的日數(shù)。
祖沖之根據(jù)上述的研究成果，終于成功制成了當時最科學、最進步的歷法——《大明歷》。這是祖沖之科學研究的天才結(jié)晶，也是他在天文歷法上最卓越的貢獻。
2020年，真是個特別的年份，閏年、閏月，都有了。希望一切能好起來，在這個特別長的一年里。