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如果和离太阳的远近无关,四季又是怎么产生的呢?
再次拿出地球仪转动一下,你会看到,地球并不是垂直地“站”
着,而是“斜躺”
着自转的。
正是这个倾斜的角度,让地球有了四季。
等一等,我们说的“垂直”
到底是什么意思呢?在宇宙空间中,难道还能分出上下左右吗?实际上,“垂直”
是针对地球围绕太阳公转的轨道平面来说的,就是绕圈的椭圆形成的那个平面,我们把它叫作“黄道面”
。
从地球仪上可以看到,地球的赤道平面(经过地心并且与地球自转的轴线垂直的面)总是和黄道面保持着一个大约23度的夹角。
这个夹角就是“黄赤交角”
。
看演唱会的时候,黑暗中顶棚上一束灯光直射到舞台上,形成的光斑是一个正圆。
如果灯筒转动方向,变换角度,斜射下来的光斑会形成一个比正圆更大的椭圆。
在同样的一段时间内,灯光照射的总热量是不变的,所以正圆里的演员会觉得比椭圆里的演员更热。
灯光越斜,椭圆越大,被照射的地方温度就越低。
地球也是同样的道理,有了“黄赤交角”
,地球在绕着太阳公转的时候,就像是灯光固定不动,舞台开始旋转,变换角度,这样阳光射入的角度就会随着公转位置的不同而发生变化,温度也会随之发生变化。
阳光直射的地方气温更高,阳光斜射的地方温度更低。
而地球的舞台更大,椭圆和正圆面积的差异也会大得多,可以达到数倍以上,足以形成非常明显的温差了。
温度是决定季节的主要因素。
于是,太阳光直射的地方温度最高,是夏季;斜射的地方根据斜射角度的不同而被分为不同的季节。
当然,只有阳光直射和斜射的差别,地球上的季节还不会轮流变换,只有当地球斜着身子绕太阳公转起来的时候,一年中不同的时候太阳照射地球上每个区域的角度才会不停地变化,一年四季才得以更替。
除了太阳光射入的角度导致的光斑面积变化会左右季节的变化,还有一双隐藏的手也会操控气温,放大阳光射入的角度对温度的影响,这双手就是地球的大气层。
大气层是一种可以将阳光散射出去的物质,就像地球的外套一样,在阳光射入的时候能够阻挡一部分光到达靠近地面的位置,避免地球的皮肤被太阳暴晒。
而当阳光斜射的时候,在大气层中经过的距离比直射的时候更长,有时甚至可以达到直射的很多倍,所以一路上丢失的能量也就更多。
有了大气层,直射与斜射产生的温度差异就更大了。
于是,四季更加分明了。
如果地球站着公转,不再有倾角,那么地球上任何一个地方阳光射入的角度都不会变化,四季将会消失。
农业种植大多是季节性植物,小麦、土豆、玉米等人类的主要农作物更喜欢在寒冷的地方生长,季节消失会让现代大规模的种植农业成为不可能。
失去倾角后,太阳的直射点将永远正对赤道,赤道附近会更热,两极周围会更冷。
人类和动植物很难在持续的冬天中生存,会更多地聚集到热带附近。
热带生物种类丰富,温暖潮湿的环境是蚊虫和疾病滋生的良好土壤。
失去冬天的庇护,人类将面临非常严重的以昆虫为媒介的疾病的威胁。
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