为什么夏天比冬天暖和?
前文中我们提到过赤道地区的气温比地球其他地区的气温高,这是因为太阳在赤道上空是直射到地面的,所以那里能以最集中的形式吸收太阳的光和热,而在遥远的北方和南方,太阳光是斜射到地面上的,其热量分散到很大的面积上,因此热量不够集中。
然而,居住在地球上的人们,可以不出家门就能得知天气的温度变化,如在美国或欧洲的人们可以明显地感受到,7 月份与 8 月份比 1 月份和 2 月份热得多(在南半球情况正相反)。对于这种现象的最简单解释就是太阳在夏天的时候更靠近地球,因此阳光照得更热一些。但是这不是事实,事实是:一年里太阳给予地球的热量总是均衡的。
现在,我们来考虑一下太阳在天空中的位置,如果太阳总是直射在赤道的上空,那么在赤道的任何一点上,中午太阳都将直射头顶。此时,赤道以北地区的人们就会在南边的天空中看到太阳。同理,赤道以南地区的人们就会在北边的天空中看到太阳。而且,北半球的人往北边站得越远,所看到的太阳越往南;同样,南半球的人往南站得越远,看到的太阳越往北。
然而,太阳在一年之内不总是直射到赤道上空的,太阳构成的运动轨迹与赤道是呈一定角度的,只有每年的 3 月 20 日的中午,太阳光才直射到赤道上空。这时候,全球的白天和黑夜平分为 12 个小时。这就是人们常说的“春分点”或“平均夜”。
此后,随着一天天过去,直射点的位置渐渐向北移,直到 6 月 21 日,太阳直射到北回归线的上空,该线正好穿过古巴的哈瓦那。从这个时刻起,太阳的直射点又开始向南移。6 月 21 日这一天被称之为“夏至”。
到 9 月 23 日,太阳直射点又南移到了赤道上空,这一天称之为“秋分”。到 12 月 21 日,太阳的直射点到了南回归线的上空,该线正好穿过巴西的里约热内卢,这一天称之为“冬至”。太阳“停止”了南移,并开始向北移动,于 3 月 20 日再次回到赤道上空。年复一年,如此往复。
太阳直射点北移的过程中,住在北半球的人们看到的太阳越来越高,从 6 月 21 日起,太阳越来越低,直到 12 月 21 日。太阳越高,白天越长,夜间越短。纽约的 6 月 21 日这一天,白天有 16 小时,夜间有 8 小时;而在 12 月 21 日,情况刚好相反,白天有 8 小时,夜间有 16 小时。人类居住的地方越靠北方,昼夜的差异越大。在极地的夏季,太阳在一整天内从不落下,这段时间能持续 6 个月之久;同样的,在冬天这段时间里,太阳就没有升起来过。
在南半球,所有的现象正好相反,当太阳直射北半球的时候,正是它斜射南半球的时候,北方的“夏至”就是南方的“冬至”,等等。
在夏天里,太阳在空中升得“越高”,它在天空中“停留”的时间就越长,太阳散发到被照地区的热量就越多,因此,被照地区白天吸收到的热量多于夜间释放出去的热量。显然,北半球在 7、8 月间吸收到的热量总比散失的热量多,即使在这两个月里,从“夏至”开始,太阳在空中的位置也将越来越低。同理,冬至时,夜间散发的热量高于白天吸收到的热量,l、2 月份是最冷的时期。在南半球,情况刚好相反,7、8月份是冷天,1、2 月份是热天。 在远古时代,人们看到太阳落山会感到恐慌,担心太阳落下去永远不再升起来了。他们不理解太阳升起和落下是一种自然现象,是一种不可改变的规律。
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