此刻正值冬天,我相信有良多人会认为地球今朝处在椭圆轨道的远日点,因为离的远就冷么,这是糊口中我们烤火炉时辰的常识。
这个常识确实没有错,究竟结果辐射强度会跟着距离的平方而降低,好比您离光源的距离增添两倍,那么您所接管到的辐射强度就会降低4倍。
可是这一点并不合用于地球四时温度的转变,因为真实的环境是,当我们海说神聊半球在冬天的时辰,地球正益处在了近日点,而当我们是炎天的时辰地球就正益处在了远日点。
为什么近日点和远日点不足以影响到地球四时转变呢?
想领会这个问题,就需要知道地球的四时转变是怎么来的?
我们知道地球绕太阳的轨道是一个椭圆,可是这个椭圆的偏疼率很小只有0.0167,上图中的数字可以看到近日点和远日点现实的差距,并不是很大。
也能看到在每年的1月地球就运行到了近日点,7月海说神聊半球最热的时辰就运行到了远日点。
地球的近日点和远日点不足以影响地球大气温度的原因是因为它们之间的差距很小,近日点的时辰地球所接管到的太阳辐射只比远日点强了不到6%。
这种细小的差别不足以摆布地球的温度转变。
那么到底是什么身分导致了地球四时转变呢?
其实恰是地球的轴标的目的倾角,这个身分给地球在绕太阳公转的时辰带来了两种结果,这两种结果加起来摆布了地球的四时转变。
地球的自转轴老是和黄道平面连结着一个23°的夹角。因为这个夹角的存在,地球在绕着太阳公转的时辰,阳光就会发生直射和斜射的转变。
这种转变在我们海说神聊半球海说神聊纬23°四周看来就是,炎天夏至的这一天,早晨太阳会从正东方升起,然后午时达到头顶,薄暮会在正西边落下,这一天太阳会直射海说神聊回归线,对应上图中左边的地球。
太阳在地球的天空中画了一个大大的弧线,这一天也会是白日时候最长的一天,
在夏至之后,太阳天天在天空中的轨迹会在南方的天空下降,一天比一天低,到了秋分的时辰(上图中前面的地球位置)太阳会直射赤道;
然后地球继续绕着太阳公转,我们在海说神聊半球会看到太阳的轨迹继续下降,到了冬至这一天(右边的地球)太阳在天空中的轨迹是全年中最低的,最接近南方的地平线,这一天太阳在天空中划过的弧线也最短,白日的时候也最短。
然后地球继续绕着太阳公转,这时我们就会发现太阳在天空中的轨迹不会再下降了,而是一天比一天高,太阳在天空中划过的弧线也会越来越长,白日的时候也会响应的酿成;
气温也会慢慢的变长,本地球运行到上图中后面地球的位置时(春分点),这时太阳会直射赤道,我们海说神聊半球的春天就到临了。
跟着地球继续公转,太阳在天空中的轨迹会越来越高,直到炎天到来,直到太阳再次直射海说神聊回归线达到夏至点,也就是上图中左边的地球位置。
这样太阳就完当作一年的公转,我们身处在海说神聊半球就感触感染到了四时的转变。
若是把太阳全年在天空中的轨迹都放在一张图中,看起来就像是这样的:
最高的轨迹就是夏至,中心的轨迹就是秋分和春分,最低的那一条轨迹就是冬至,太阳一年中就是从最高的轨迹,然后下降到最低的轨迹,再从最低的轨迹回到最高的轨迹,一年就完当作了。
这些轨迹的转变恰是因为地球的轴标的目的倾斜引起的,而轨迹的转变给我们最直不雅的感触感染就是太阳在夏至的时辰直射大地,在冬至的时辰斜射大地。
直射与斜射就会影响地球大地接管到的太阳辐射强度的转变。
上图就是直射(b)和斜射(a)的区别,当太阳光单元面积内的能量是必然的时辰,直射的话地球大地更小的面积就会接管到更多的能量,这就是为何炎天太阳直射我们时辰感受很是热。
而像(a)斜射的时辰,太阳光单元面积内的能量就会被分离到更大的地球概况上,这样地球概况接管到的能量就会降低,这就是为何冬天的时辰,我们会看到太阳斜射我们,感受太阳光不是很强烈。
以上太阳光的直射和斜射是影响地球四时转变最本家儿要的原因,而近日点和远日点造当作的6%的能量差别,其实只半斤八两于太阳光与地球天顶角度3.5°转变所带来的能量差别罢了。
跟地球的轴标的目的倾角23°比起来眇乎小哉。
地球四时转变除了以上的身分以外(太阳光被分离到更大的概况积),还有一个主要的点就是,当太阳光在斜射地球的时辰,太阳要穿透更厚的大气层,大气层可以很好的散射太阳光。
这就是为何冬天我们看太阳的时辰、还有在早晨和薄暮看太阳的时辰,太阳光就暖和了良多,不那么刺目,也不那么热了。
而到了炎天、尤其是午时的时辰太阳光就感受热了良多,这是因为斜射和直射的时辰,太阳光穿透的大气层厚度纷歧样。
上图可以较着的看到,直射的时辰太阳穿透的大气层很薄,当斜射的时辰要穿透的大气层就很厚,夏至和冬至的时辰,太阳在午时十分穿过的大气层厚度可以或许相差一百多公里。
这就是为何太阳在冬天看起来不那么热的原因。
这也诠释了为何太阳在早晨和薄暮的时辰为何看起来是红色的原因。以上的两种身分叠加起来,就造当作了地球四时的转变。
而不是因为地球在近日点和远日点的原因。
不外本地球轨道的偏疼率加大的时辰,离太阳的远近也会影响地球的天气转变,例如火星,它的轴标的目的倾斜和地球差不多都是23°,但火星上的四时转变并不是轴标的目的倾斜本家儿导了。
而是火星在公转轨道上的近日点和远日点本家儿导的,因为火星轨道的偏疼率为0.0934,可以看出比地域大了良多。
不外需要注重的是,地球的近日点在轨道上会发生漂移,也就是近日点进动,周期为21000年,本家儿如果因为木星对地球的引力影响造当作的。
不仅仅是近日点在漂移,地球的分点和至点也在轨道上漂移,周期为26000年,也就是说冬至点并不在轨道固定的位置上,这是因为地球自转轴的进动所带来的岁差造当作的。
可以看出我们海说神聊半球冬天的时辰,地球并不是一向就处在近日点,是会发生转变的,在800年前海说神聊半球的冬至点就和近日点重叠了,此刻已经较着错开了。
按照计较到公元11790年海说神聊半球冬至日会是远日点。







