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為什麼南北半球冬夏相反?

冬夏難道不是地球距離太陽變遠的關係嗎


題主的重點是,為什麼季節和日地距離關係不大,所以先解決這個問題,再討論季節和什麼有關。
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冬夏和太陽與地球的距離關係很小,真正取決一個地點季節是太陽的正午高度角(
即太陽入射和地平線的夾角)

關於日地距離和太陽高度角對地球的影響大小,這一點並不是顯而易見的,需要列舉數據證明。

實際上,由於地球公轉軌道的偏心率很小,近日點(1月)和遠日點(7月)日地距離相差並不大(近日點 14710 萬千米,遠日點15210萬千米,只有3.3%的差距,由於單位面積單位時間接受到的熱量和距離平方成反比,所以能量差也就約7%的差距。

但是,對於同一地點而言,太陽的正午高度(一天中最高的角度)卻對氣溫有更大的影響。

眾所周知,地球的赤道面和地球繞太陽的公轉面的夾角是固定的,是23.5°。
6月22日北半球夏至時,太陽到北回歸線,直射點是北緯23.5°,各地正午太陽高度角是:
(90°- |該地區緯度-北緯23.5°|)(有可能小於0°,那是「極夜」現象,下同)
12月22日北半球冬至時,太陽到南回歸線,直射點是南緯23.5°,各地正午太陽高度角是:
(90°-|該地區緯度-南緯23.5°|)

北半球以北京為例,其緯度是北緯40°,
那麼6月22日時,正午太陽高度是(90°-(40°-23.5°))=73.5°
12月22日時,正午太陽高度是(90°-(40°+23.5°))=26.5°
南半球以悉尼為例,其緯度是南緯33.5°,
那麼6月22日時,正午太陽高度是(90°-(33.5°+23.5°))=33°
12月22日時,正午太陽高度是(90°-(33.5°-23.5°))=80°

一方面,太陽單位時間傳給單位面積的熱量dP和sinA成正比,其中A為太陽高度角,更大的太陽高度角能使地面單位時間單位面積接收到更多能量;
另一方面,正午太陽高度更高,意味著一天中太陽在地平線上的時間更多,即白晝更長。

地球某地的氣溫,和它接收到熱量的速度以及散發熱量的速度相關。
簡單的模型,假設散發熱量的速度在某一地點全年是相同的(實際會有差別),
只考慮吸收熱量的速度。
假設太陽單位時間的功率是P,那麼對於地球上的某地,一天內單位面積接收到的熱量為
int_{t_{1} }^{t_{2} } frac{P}{4pi R^{2} } sinA(t)cdot dt
其中R為日地距離,t_{1} 為日出時間,t_{2} 為日落時間,A(t)為t時刻太陽的高度角。
易見,就上面北京和悉尼的例子來說,夏天時t_{2} -t_{1} 和A(t)的分布都遠大於冬天,故int_{t_{1} }^{t_{2} } sinA(t)cdot dt 在夏天和冬天的區別遠比frac{1}{R^{2} } 的區別大。

因此我們可以看到,在北半球,6月22日是夏天,12月22日是冬天;
在南半球,6月22日是冬天,12月22日是夏天。

至於真正的最熱季節和最冷季節可能比這個日子晚上1個月左右,那是因為熱量累積效應而導致的延遲,正如一天最熱的時間不是正午12點而是下午2點。


這種高中生都會Baidu就有的問題麻煩能不能別在這發……


因為太陽直射點的季節移動引起全球熱量分布變化。

太陽直射點在北回歸線的時候(6.22左右)為北半球夏至

太陽直射點在北回歸線的時候(6.22左右)為北半球夏至
太陽直射點在南回歸線的時候(12.22左右)為北半球冬至

太陽直射點在赤道時 (3.21左右)為春分 (9.23左右)為秋分 此時晝夜等長

太陽直射點的不同引起了四季的變化

還有冬夏當然不是地球距離太陽變遠的關係

還有冬夏當然不是地球距離太陽變遠的關係
如上圖 北半球冬天的時候反而在近日點附近 夏天的時候反而在遠日點附近

(圖片來自百度圖片)


盡量通俗地講。首先這是因為地球軸並不是「垂直」的原因,因而導致南北兩極並不是「上下對齊」(可以相像地球儀模型)。我們知道地球會自轉和公轉,並且其公轉運行軌道是一個橢圓。而太陽是並不發生位移運動的。因此,一年中會有兩個時點太陽光會更多更近地照在南或北半球,當照在南半球,容易理解南半球即澳洲那邊會是夏季,而接受陽光更少且離得更遠的北半球則是冬季。而在春秋兩季,太陽光是直照到赤道上的,照理南北半球應該同一季節,但這時要考慮其時間先後順序。當太陽光從南半球往赤道方向移動時,這是一個變熱的過程,而從北半球往赤道則是變冷的過程。因此在北半球是夏-秋-冬(變冷)-春,而相對的,南半球是冬-春-夏(變熱)-秋


我看到好多人都在吐槽為什麼題主不知道問題的答案。覺得太簡單是高.1的課程。可是如果樓主是理科生呢。不知道不是也可以包容嗎。回到問題的確這個問題簡單點回答答案很簡單。就是太陽直射點在南北回歸線移動。所導致的冬夏季之分。極晝極夜之分。我也只是一個高中生。人都有成長的過程。^O^^O^~好既然還有人吐槽。那就在寫點吧高中課程真的很小兒科嗎。請問你在高考中是否滿分?再說一遍人生成長是有一個過程。誰都不知道知道題主的身份。就妄下斷言


因為地球是歪的。


簡單來說,因為地球是斜的,與黃道平面有一定傾角,所以在地球在圍繞太陽公轉時,太陽直射角度會發生變化,變化範圍是在南北回歸線之間


建議找本初高中地理書溫習一遍


跟太陽高度角有關


太陽直射點在南北回歸線之間移動。照到北半球時候,北半球夏天,南半球冬天。反之。。


黃赤交角


因為地球是斜著繞著太陽轉的呀→_→


既然地球是個球,太陽就不可能均勻的照射在地球上,就有冷熱差異,再加上地球繞著太陽轉,就有了季節差異。地軸傾斜讓同一時刻南北溫差變大,有了季節相反一說。


我感覺互聯網有的回答不是很正確,有人說地球的四季是直射和斜射。當然是原因這沒錯。但完全說就是這個原因,那就不對了,夏季,地球向日公轉是最靠近太陽,冬季向日公轉是最遠。所以查資料的結果是直射和公轉共同結果。還有南北半球四季相反也是有問題的。南半球那些看似相反的其實是熱帶,熱帶最明顯得特點是旱季和雨季。非洲有些地方就是這樣,還有澳洲。總之地球上溫差巨大是諸多原因的共同結果


建議題主去旁聽下初中地理(&>^ω^


地球距離太陽的距離太遠了,所以近日點和遠日點對地球溫度的影響,基本可以忽略。
對地球溫度影響較大的是隨著地球公轉太陽直射點的南北變化。當太陽直射點在北半球的時候,就是北半球的夏半年;當太陽直射點移動到南半球的時候,我們北半球就進入了冬半年。


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