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为什么太阳离地球最近,天气还这么冷呢?

十万个为什么 晴, 空 2024-3-24 02:34:08 3次浏览

  太阳虽大,但就好像冰箱里的那盏灯,一点都不热,甚至就在三天之后,我们还将迎来二十四节气里的“小寒”,俗话说“小寒大寒,冻成一团”,小寒之后,我国将进入一年中最寒冷的时段!

  

  而在位于南半球的澳大利亚悉尼,现在正值夏天,今天的温度是 20-29℃,放在当地的评论气温来说,也不算是一个特别高的温度。

  

  看到这里,大家是不是不禁要疑惑了,为什么太阳离地球最近,天气还这么冷呢?

  

  理论上来讲,地球和太阳的距离和地球表面温度是呈反比的,也是越近越热。但由于地球绕太阳的轨道偏心率比较低,近日点时距离太阳大约 1.471 亿千米,远日点时距离太阳大约 1.52 亿千米,远日点只比近日点仅仅远了的 1.033 倍,这点点差距几乎可以忽略不计!

  

  近日点仅是地球绕行轨道上离太阳最近的位置,而决定四季更替最重要因素的是太阳照射角度,说白了就是太阳光与地面的夹角,角度越大就越热(最大 90 度就是垂直照射)。与太阳光的夹角小,意味着光线穿越大气层的距离也更长,太阳光能量被吸收的更多,照射在地面上的光线强度自然就变弱了。

  

  据中国科学院天文科普专家王科超的介绍,每年 1 月上旬地球经过近日点,7 月上旬经过远日点,分别对应一年中太阳视直径最大和最小的时刻。也就是说,每年当地球到达近日点时,太阳直射点正处于南半球,此时照射在北半球地面上的阳光倾角大,日照时间短,整体接收到的太阳热量少,因此温度较低,天气寒冷。相反,当地球到达远日点时,太阳直射点处于北半球,此时虽然日地距离较远,但地面可以接收到接近直射的阳光,

  

  除此之外,日照时间的长短也影响气温的高低。北半球夏至日北回归线处白昼时长为 13 小时 24 分,到了北纬 40 度附近白昼时长就能达到 14 小时 51 分,昼夜相差达 5 小时 42 分。日照时间越长,从太阳吸收到的能量就越多,气温也就越高。

  

  离太阳更近时,地球实际上更冷

  

  根据美国国家航空航天局全球水文和气候中心的斯潘塞提供的数据:“从全球平均来看,地球处于近日点时,落在地球上的阳光强度比处于远日点时要高出约 7%。”

  

  但有趣的是,根据 NASA(美国宇航局)的数据,整个地球在近日点日的平均温度要比远日点日低大约 2.3℃,也就是说,当我们离太阳更近时,地球实际上更冷。

  

  这就要从南半球和北半球的构造来说了。

  

  地球南北半球大陆和海洋的分部并不均匀,北半球拥有更多的陆地,而南半球拥有更多的海洋。

  

  陆地的热容很低,以比较极端的沙漠为例,哪怕在夏天,沙漠的夜间温度也可能只有 16℃,但是一旦太阳升起,温度就可能升至 38℃。岩石和土壤虽然热容稍微要好一点,但是同样属于低热容量的材料,不需要太多的阳光就能显著提高温度。

  

  而海洋里的水则完全不同,中午在海边,可能最高温度只有 24℃。而等到日落之后,阳光消失了,温度下降了,但是下降的幅度只有几℃,因为海洋的热容太高了。

  

  这就解释了为什么地球位于远日点时,平均温度反而要比近日点时更高。因为远日点一般在 7 月出现,太阳照射的是拥有大量陆地的北半球,提高了地球的平均温度。而近日点出现在 1 月份,此时地球朝向太阳的一面是以海洋为主的南半球,额外的阳光会传播到整个海洋,温度上升也会比较有限。因此,近日点时的南半球夏天,一般都会比远日点时的北半球夏天更加凉爽。

  

  还有一个造成差异的原因是持续时间。根据开普勒第二定律,行星在远日点的移动速度比在近日点时要慢。拿地球来说,北半球的夏天要比南半球的夏天长 2-3 天,这给了太阳更多的时间来烘烤北方的大片陆地,平均温度自然也会变得更高。

  

  解释完了为什么近日点日的平均温度反而不如远日点日,最后来看看杭州今天的气温为什么没有提高。

  

  首先我们现在并不位于太阳光主力/直线照射的那一面地球,斜射过来的太阳光,对于气温已经起不到决定性的因素;其次较强的太阳光照射已经被南半球大量的海洋的吸收分散掉,对于我们北半球的气温几乎没有什么太大的影响;这两个因素综合下来,我们自然也就无法在近日点享受到温度上的福利了。

  

  

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