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地球旋转所导致的季节更替

2019-11-08 15:25:57 来源:
地球旋转所导致的季节更替

对我们人类而言,一年是一个相对较长的时间段,它需地球以太阳为中心完成一次绕轨道运行。若将“年”这个具有浓郁生活气息的词和天文力学关联起来,便是所谓的行星环绕恒星公转的循环运动。相比之下,卫星沿着一定的轨道绕行星运动,所需要耗费的时间会更加短暂,比如,我们的月球绕地球运行的轨道周期便只有一个月。

地球旋转所导致的季节更替,存在着怎样的周期性和差异性?

 

正是地球的公转轨道平面,以及其自转轴之间的偏离角度达到了23度26分,所以才导致了在不同的时间,地球会出现季节更替的现象。我们常说一年四季,但这样的说法在地球上的某些地方并不正确,那么,为什么某些区域一年的时间中只有两个季节?地球旋转所导致的季节更替,为何还会存在周期性和差异性?

地球旋转所导致的季节更替,存在着怎样的周期性和差异性?

 

季节更替始于地球的旋转

季节的更替始于地球向太阳倾斜,当地球围绕着不可见的旋转轴围绕太阳公转时,我们将离太阳最近的点叫做近日点,反之则为远日点。而所谓的黄道面,便是地球轨道所在的平面,正是因为地球的黄道面和赤道面没有重合,并形成了一个23°26′21″的黄赤交角,所以地球上才有了色彩分明的季节之分。冬至、春分、秋分、夏至是我们再熟悉不过的节气,春分点和秋分点被合称为二分点,它们是天球赤道和黄道的两个交点之一;而夏至点和冬至点则合称为二至点,它们是黄道上和天球赤道距离最远的两个点。

地球旋转所导致的季节更替,存在着怎样的周期性和差异性?

 

季节在南、北半球存在时差

刚刚已经体到,地球上的季节变化,本质是地球的旋转轴倾斜所导致的直接后果。由于地球轴的方向在一个轨道上几乎固定不变,所以,在轨道的不同部分,地球的一个半球朝着太阳(夏季)“倾斜”,而另一个半球则朝着(冬季)“倾斜”。而在时间过去六个月之后,地球又会向着相反的方向倾斜。在夏季来临的时候,地球的倾斜会导致南半球向太阳倾斜、北半球的冬天远离太阳,而这一切会在六个月后发生逆转。

地球旋转所导致的季节更替,存在着怎样的周期性和差异性?

 

对于地球上赤道以北、或以南的位置,每个季节所伴随的主要特征便是温度的变化,这是由于在其整个年轨道上,地球整个半球落下的日照量存在差异而引起。比如,朝着太阳倾斜的半球,将会经历更长的日照时间,以及更直射的日光。在夏季的时候,由于天空中的太阳较高,所以到达地面的阳光会更加集中;在冬天,太阳在天空中的位置较低,导致了阳光散布在相对较大的区域;而当时间来到春季和秋季的时候,两个半球所接收到的阳光量大致相同。

地球旋转所导致的季节更替,存在着怎样的周期性和差异性?

 

在赤道位置,全年的温度变化要小得多,通常只考虑两个季节:干燥和潮湿(或季风)。对于就在北极和南极的生命而言,这两个季节似乎只有达到六个月的漫长冬天,以及之后又是六个月时间的漫长夏季!在北极圈和南极圈(南北纬度66.5度)内,将至少有一个连续24小时的白天和一个连续24小时都处于黑暗之中的一天。

地球旋转所导致的季节更替,存在着怎样的周期性和差异性?

 

由于地球的轨道是椭圆形,地球与太阳之间不断变化的距离,在很多时候被认为是造成季节变化的主要原因。 但这样的认识并不正确! 从最近的(可变近日点距离=147090000公里)到最远的方法(远日点距离= 152.10万公里),仅为太阳地球距离的大约3%。而这种微小的距离变化,是无法解释夏季和冬季之间的温度差异的,更无法解释为何地球的一个半球是冬季,而另一个半球是夏季。

季节存在周期性和差异性

正如其他事物一样,季节也具有两个鲜明的特性,一是季节的变化具有周期性,二是季节的变化存在差异性。由于我们所在的国度位于地球的温带地区,所以,大多数地方的人都可以明显感受到一年四季的变化。但事实上,一个地区在一年中经历一个季节的时间,主取决于该区域是位于南北半球中的哪个半球。

地球旋转所导致的季节更替,存在着怎样的周期性和差异性?

 

或许,有人会以为位于寒带的南北极只有冬季,但事实上它们也有拥有自己的四季。而一年只有的两季的地方是位于热带草原,因为那里只有雨季和旱季这两个按降雨量进行区分的季节。与此同时,地球上还存在着全年都是夏天或冬天的地方,比如,赤道附近的地区全年平均气温都处于22摄氏度以上,而地球两极地区的月平均温度则都低于10摄氏度。

天文季节和气候季节有所不同

简单来说,四季如春的地方,一般分布在纬度较低的高原地区,或位于中纬度地区的海洋之上。由于热带和某些亚热带地区都具有温度变化较小的特点,所以才会以降雨量作为指标来简单划分。客观而言,这两种不同的季节划分方式,其实就是天文季节和气候季节之间的差异。天文季节的定义和地球绕太阳运行的特征有关,虽然是完全以地球旋转作为划分依据,但却忽视了实际的天气和地理因素。

地球旋转所导致的季节更替,存在着怎样的周期性和差异性?

 

而气候季节则主要以地区气候要素的分布情况为划分依据,可以更好的服务于人类的生活和生产活动,具有更大的实用意义。当然,由于天气过程本身较为复杂,所以尚未有一个统一的标准来划分季节。并且,由于每个地区的位置有所不同,天气系统对它们可能造成的影响也不同,所以,如果直接用自然天气季节来替代天文季节并不成熟。简而言之,在地球上纬度不同的区域,存在明显不同的季节变化特征,只有将天文季节和气候季节结合起来,才能更好的为人类自身带来便捷。

 
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