为什么冬至后太阳向北移动,天气反而越来越冷?
很多人都会有这个疑问,为什么冬至以后明明太阳已经向北移动,为什么我们还会感到越来越冷呢?原因就在于地球对热量的吸收和散失两者的关系上 。
文章插图
由于大气层的存在,使得我们的地球不像月球、火星这些星球基本上保留不住太阳的热能,地球大气层本身对太阳短波辐射的直接吸收量很少,绝大多数都能到达地面,成为地球上所有生物繁衍生息和推动社会发展的能量来源 。
与此同时,大气层对于从地面反射回空中的长波辐射的吸收能力较强,从而就像保护罩一样维持着地球温度处在一个稳定适宜的区间之内,多余的热量则穿过大气层返还宇宙空间 。
文章插图
决定地球温度高低的主要因素,就是地球吸收和返还太阳能量的差值 。对于处在北半球的我们来说,冬至那一天接受到的太阳辐射最少,支出也处于最大值,而且支出与吸收的差值也最大 。冬至过后,随着太阳直射点的北移,地球接受到的太阳辐射越来越多,但一直到1月底的这段时间,热量的支出值一直比吸收值大,地球积累的热量非但没有增加,反而一直处于亏损状态,所以我们仍然会感觉越来越冷 。到了2月份,这种情况发生了变化,吸收值将会大于支出值,总体温度慢慢就上升了 。
文章插图
同样的道理,夏至时也不是地球最热的一天,地球整体温度会一直升高到7月底,才会逐渐下降 。所以,古人总结的“冷在三九,热在三伏”是很有道理的 。我们姑且可以把这种现象,理解为地球温度的“惯性”吧 。
其他网友观点冬至过后,太阳的光线向北移动,同样照亮地球,但地球离太阳直射踞璃回轨线越远,天气反尔越来越冷,数九寒天刚开始,正常现象,科学无虚假 。
其他网友观点冬至后的地球明明在向太阳靠近,为什么我们的天气却变得更冷了?
“吃了冬至面,一天长一线”,不同于其他节日,冬至是一个兼具了人文和自然双重内涵的节气 。首先,作为二十四节气之一的冬至,是我国民间流传已久的传统佳节,这也大多数人对它的认识 。其次,从天文角度来说,冬至是太阳在这一天运行到了冬至点(黄经270°)的时候 。那么,为什么冬至后太阳向北移动,天气反而变得越来越冷?
文章插图
冬至后的地球逐渐接近近日点
众所周知,地球围绕太阳进行运转的无形轨道,其实并不是一个正圆形,而是一个近似正圆的椭圆形 。其特殊的轨道特征产生了两个特殊的点,它们分别是地球与太阳位置最近的近日点,以及地球和太阳位置最远的远日点 。而冬至之后,地球的实际运行位置便是和近日点越来越近 。
地球会在每年一月初的时候经过近日点,此时地球和其母恒星太阳之间的距离小与1个天文单位,大约为1.46亿公里;而每年的7月初,则是地球经过远日点的时间,地球和太阳的距离又会比一个天文单位长一点,大约是1.52亿公里的样子 。
【为什么冬至后太阳向北移动,天气反而越来越冷?】
文章插图
为什么距离近了天气却冷了?
放眼整个太阳系,围绕太阳进行公转的星球并不是只有地球,每个星球的偏心率又存在较大差异 。事实上,只有那些绕太阳公转、且具有较高偏心率的星球,才可能因为行星移动到了近日点后给星球上的温度带来较大影响 。而地球运转轨道的离心率太小,并且,位于近日点的地球还会以比平时更快的速度进行移动 。
其次,我们可以直接将地球位于近日点和远日点之间的距离进行比较,前者1.46亿公里的距离和后者1.52亿公里的距离,大约只相差了0.06亿公里 。将这个差值放在地日的平均距离来看,这样微小的距离差异,当然不会让地球接受到的太阳热量因此而发生太大的变化 。
文章插图
之所以北半球会从夏至开始变得天气炎热,是因为地球赤道平面和轨道平面间23.5度的夹角,直射北回归线的太阳让北半球拥有了更多热量倾斜 。当地球位于近日点的时候,地球的北半球是冬季、南半球是夏季;当地球位于远日点的时候,地球的北半球是夏季,南半球是冬季 。
简而言之,地球上的温度高低,并不会因为地球靠近近日点而变得温暖,也不会因为地球接近远日点而变得更加寒冷 。因为,地球上的一年四季,跟地球和太阳之间的距离值并没有什么直接关系,而是始于地轴本身的倾斜 。
文章插图
地日距离影响两个半球冬季的长度
就像刚刚说到的那样,地球上四季的形成,始于地球围绕太阳旋转的轴是倾斜的,我们经历的冬天,也没有因为地球靠近近日点而变得温暖 。但是,由于地球存在着每年一月都会运行到近日点这一现象,从而导致了南半球的冬季会比北半球的冬季少出5天的时间 。
偏离恒星的另一个地球半球只能接收到较少的阳光,而这两个半球的位置互换周期大约是6个月左右的时间 。因此,地球的两个半球存在着明显的季节差异性,当指向太阳的半球正值夏季的时候,那么另一个稍微偏离太阳的半球便正是寒冬时节 。北半球的冬至,代表的是太阳在天空中位置的最低点、一年中时间最短的一天,以及冬季的开始 。
文章插图
开普勒运动定律表示,绕行物体总是会在相等的时间里扫除同等大小的区域 。换而言之,地球和太阳之间的距离变化,会导致地球的运行速度也随之而改变 。位于近日点时的地球运行速度(北半球冬至和春分之间的时间)会比位于远日点的时候(南半球冬至和春分之间的时间)速度略快一些 。而这两个半球在该段时间的差异,则大约为5天左右 。
文章插图
关于地球和太阳之间的位置关系
太阳是整个太阳系中当之无愧的核心天体,不管是大家熟悉的八大行星,还是其他小行星和彗星这样的星体,它们都会从不同的距离尺度上围绕太阳进行公转 。在围绕公转的所有星体里面,其中与太阳距离位置最近的运行轨道,当属水星大约4700万公里的椭圆轨道 。
而距离最远的奥尔特云中的物体,则大约与太阳相距15万亿公里左右 。那么,我们的地球和太阳之间到底又多远?我们可以将地球和奥尔特云进行比较 。事实上,地球绕太阳公转的运行轨道大约是149597870公里,这比奥尔特云近了大约10万倍左右 。而天文领域中常用到的天文单位,其实指的就是地球和太阳之间的平均距离值 。
文章插图
当我们的地球围绕太阳公转运动的时候,其经过的每一个点在同一个平面上形成了封闭曲线 。也就是大家现在所了解到的,一个近似正圆的椭圆形状公转轨道,而太阳的位置就在这个椭圆的一个焦点上 。并且,地球围绕太阳公转的位置,其实并不是太阳的中心处,而是地球和太阳之间的公共质量中心 。
为什么很多人都对此并不了解?因为地球的质量和太阳相比太过渺小,前者质量仅为后者的三十三万分之一左右 。与此同时,地球和太阳之间的公共质量中心,与很多人以为的太阳中心也只相距450千米的样子 。与太阳本身70万千米左右的半径相比,这个微小的距离差简直不值一提 。这便是为什么,即使很多人将地球的公转活动视为地球围绕太阳中心运行,也没有跟实际情况相差太远的根本原因 。
文章插图
简单总结一下:
1.即便地球和太阳之间的距离,会从冬至之后开始变得越来越近,但这并不会让正值冬季的人们感受到温度的上升 。
2.虽然地球和太阳之间的距离不会带来太大的温度变化,但由于地球会在靠近太阳和远离太阳时以不同的速度进行移动,从而导致了北半球的冬季比南半球多出5天左右 。
3.地球的椭圆公转轨道上,之所以会形成近日点(地球靠近太阳)和远日点(地球远离太阳),本质上是因为地球的运转轨道是椭圆形,且拥有较小的轨道偏心率 。
推荐阅读
- 关羽有后代留下来吗 周瑜怎么死的
- 为什么大多数散户交易经常赔钱还赔的很厉害
- 为什么人会有挖掘规律把一个事物做到极限的倾向
- 为什么猫会把舍友当成主人
- 女人开车为什么不如男人
- 为什么日漫的结局大多让人累觉不爱
- 为什么在外国猫狗可以和平相处在中国猫狗却像仇人呢
- 疯狂动物城里面为什么没有猩猩
- 为什么DNA亲水性在外侧
- 为什么要进行麦棉套作