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南北回归线之间正午太阳高度

南北回归线之间正午太阳高度

地球的光和热源头是太阳,太阳是地球唯一的能量提供者。尽管我们曾认为地球的冷热与太阳的远近有直接关系,离太阳近时应该是炎热的夏天,离太阳远时则是寒冷的冬季,但实际上这个想法并不完全正确。

地球分为南北两个半球,南北半球的季节是相反的。例如,北半球的夏季对应南半球的冬季,反之亦然。这种季节差异也导致了人文方面的不同。在北半球,许多文化和地区的重大节日都集中在冬季,因为在农业社会中,冬季是休息的季节。地球四季的变化是由于地球的公转,而地球绕太阳的轨道并不是一个标准的圆形,而是一个椭圆形,因此有近日点和远日点的区别。

有趣的是,对于北半球的人来说,离太阳近的时候并不一定是夏天,离太阳远的时候也不一定是冬天。北半球的夏季反而是在地球的远日点附近,而冬季则在近日点附近。这是为什么呢?这与地球的特殊构造有关。

想到古代的一个故事,一个小孩问孔子一个问题:“为什么早上的太阳冷,中午的太阳热?”孔子回答说早上太阳远而中午太阳近。但实际上,早上太阳看起来大是因为角度问题,中午太阳看起来小是因为太阳高悬于头顶。这个故事与我们所讨论的北半球冬季和夏季的问题相似。对于地球来说,决定冷热的并不是距离太阳的远近,而是地球的倾角。

由于月球的引力和其他因素的影响,地球的自转轴与黄道面之间存在一个夹角,约为23.5度。当夏至到来时,太阳直射北回归线,这一天太阳在天空划出的弧线最长,白天时间也最长。之后,太阳的高度逐渐降低,照射角度开始倾斜,天气也随之变冷。这是因为太阳辐地球上的能量是一定的,无论是直射还是斜射。斜射时,同样的能量要分散到更广泛的区域,所以每个单位面积接收到的热量减少,温度也就降低了。大气层的阻隔也是一个重要因素。太阳光在斜射时要穿过更厚的大气层,大量的光被散射,导致照地面的能量减少。

地球的近日点和远日点对地球温度的影响并不明显。因为地球的轨道变化范围很小,近日点和远日点只相差约480万公里,太阳辐射强度只相差不到6%。这一差距无法抵消地球倾角所带来的影响。而且,地球的各种运动特性,如轨道形状、倾角大小等都是在不断变化的。

北半球的冬季并不永远在远日点附近,随着地球运动的周期性变化,这些都会发生改变。有一天,北半球的近日点可能会变成夏季,南半球的近日点变成冬季。这样循环往复,周而复始。


南北回归线之间正午太阳高度

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