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地球上的四季变迁是由什么引起的(浅谈产生四季变化的原因)

我小时候,对季节的理解是十二月和一月很冷且银妆素裹,四月和五月繁花似锦,七月和八月骄阳似火,九月和十月则像充满缤纷秋叶的万花筒,世界如此运行,神奇而又美好。如果你告诉那时的我,世界上有三分之一的人从未见过雪;或者,7月4号不是一个适合在海边晒太阳的日子,我一定会觉得你疯了。但是事实上,地球上只有两个地区一年四季,四季分明。而且,在这两个地区,季节是相反的。为什么呢?很多人听说过天文学家约翰内斯·开普勒,知道他证明了行星轨道是椭圆的,以及太阳不是轨道的中心。

地球上的四季变迁是由什么引起的(浅谈产生四季变化的原因) 第2张

几百年他发现这些的时候,引起了巨大轰动。他的发现解决了很多天文学家在计算行星轨道时遇到的问题。尽管行星轨道确实不是正圆,但那些自然课本、电视和电影里的,关于地球轨道的图片,夸大了地球轨道的扁长程度 。

地球上的四季变迁是由什么引起的(浅谈产生四季变化的原因) 第4张

实际上,地球的轨道几乎是正圆的,但是,由于严格意义上地球的轨道是椭圆,(尽管看起来并不像椭圆),而且太阳也并不是精准的位于轨道中心,这意味着我们与离太阳的距离,在一年之中不断变化。啊哈!所以,当我们离太阳远一些的时候,冬天就来了!等等,并不是的这样,不要这样快下结论。其实,地球与太阳的距离,在一月比七月少五百万千米。

地球上的四季变迁是由什么引起的(浅谈产生四季变化的原因) 第6张

对于那些北半球的人来说一月刚好是最冷的月份。这还没有被说服吗?思考一下:在地球上夏天和冬天可以同时存在。康涅狄格州(美国东北部)冬天时,南半球的新西兰则是夏天。所以,季节跟地球和太阳的距离无关,那么,是什么因素导致了四季变化?我们还应该知道,地球并不是”竖直”的,地球是倾斜的。倾斜的地轴是造成四季的主要原因之一。地球绕着地轴自转,地轴与垂直于轨道平面的直线

地球上的四季变迁是由什么引起的(浅谈产生四季变化的原因) 第8张

的夹角为23.5度。与此同时,地球绕太阳公转,且地轴永远指向宇宙的同一方向。地轴倾角、自转与公转的共同作用,导致了一年中同一地区的白昼时长随着时间推进而不断变化。夏天白昼较长,冬天白昼较短。所以,当阳光照射在地球上,地球变暖。日落后,地球开始降温。所以,夏天时,所有在北纬40度左右的地区,例如哈特福特市(美国康涅狄格州首府),每天会有十五小时白昼,以及九小时黑夜。加热时间长于冷却时间,同种情形,日积月累,导致整体效应为升温。

地球上的四季变迁是由什么引起的(浅谈产生四季变化的原因) 第10张

记住这个知识点,后面我们会再提到!在冬季,一切刚好相反。冷却比加热时间更长。所以日积月累,导致了冷却效应。有趣的是,随着我们向北移动,夏天白昼时长增加。所以,美国阿拉斯加州的首府朱诺市,会有19小时白昼。同一天,美国佛罗里达州首府塔拉哈西市,只会有14小时日照。实际上,在北极,夏天太阳从不落下。耶,我懂啦!所以是四季形成是由于白昼时长,等等,想要解出这道题,还需要一个重要的知识点。如果白昼时间是决定平均温度的唯一因素,那么北极为什么不是夏天最热的地方?要知道,在夏至左右的那些月份里,北极24小时白昼啊!可是,它仍旧是北极,水中仍有冰川,地上仍有积雪。

地球上的四季变迁是由什么引起的(浅谈产生四季变化的原因) 第12张

所以,发生了什么呢?因为地球是一个球体,所以地球上任一区域接收的太阳能,随着太阳高度的变化而变化。众所周知,从日出到日落,太阳的高度是不断变化的。此外,一年中太阳的最大高度也在不断变化。夏天太阳高度高于其他季节,在夏至日的中午,太阳高度达到极大值。北半球的夏至日是6月21日,南半球的夏至日是12月21日。

地球上的四季变迁是由什么引起的(浅谈产生四季变化的原因) 第14张

由于地球绕太阳公转,倾斜的地轴导致了北半球在冬天相对来说背向太阳,而在夏天朝向太阳,这使得夏天太阳位于正上方的时间变长。还记得前面讲过夏天白昼渐长么?随着太阳升高,每平方公里接收的太阳能增加。所以传导到每一个方格上的能量,太阳斜射时会少于太阳直射。因此,尽管北极在24小时白昼中不断升温,但是北极接收的阳光非常分散,而且传导的能量比南方的少,因为南方地区太阳高度更大,而且南方因地轴倾斜而朝向太阳。此外,北极的寒冷还因为,北极在六个月的冬季里,

地球上的四季变迁是由什么引起的(浅谈产生四季变化的原因) 第16张

没有阳光,逐渐降温。所以,不论你在哪里,当季节更替,你不但可以欣赏每一个新的季节的美好,而且还可以领悟带给你季节更替的宇宙的奥妙 !

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