受提示，先改為：請用物理或者數學公式解答地球四季的形成？謝謝？

01-16

請大神用數學或者物理公式解答地球四季的行程，以及火星目前無法適應人類居住的理由。謝謝。
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還有一個問題，經常我們看到某某冷空氣來了，造成降溫10幾度。我的問題是，冷空氣前後，相比太陽照射，這個夾角的變化可以忽略不計，但為什麼會降溫如此厲害，並且冷空氣過後溫度回升也需要好幾天呢？？？這時候接受太陽的照射能量是差不多的啊？
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原問題：學初中物理的時候就被告知，把太陽光當做無限遠的光源，對於地球的光是直射來的。那麼為什麼會有春夏秋冬？

太陽光對於地球的光是直射來的。那麼為什麼會有直射區是熱帶，非直射區溫帶的區別？對於溫帶來說，夏天和冬天比，太陽照射也就50-80°夾角照射之間，為什麼夏天40°，冬天零下10°差異這麼大？為什麼會有春夏秋冬的差異？太陽不照射的地方是寒帶，但晚上沒有太陽的時候，也不至於這麼冷啊？
我知道問題蠻傻逼的，但還是想問問大神。
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受到提示，改成更直白的數學或者物理問題，而非地理常識問題。謝謝

把太陽看成平行光源，是說太陽光可以看成一束平行光，而不是匯聚或發散的光；而地球溫度的變化是由於這束平行光與地面的夾角發生變化。兩者並不矛盾，一個描述的是陽光本身的性質，一個描述陽光與地球的關係。

如圖，12345為平行光線，每條間距相等，間距中間的光照量相等，太陽傳送至地球的熱量相等。由於地球是球形的，陽光實際上是斜著照到地面上的，23之間的地面面積比12之間的地面面積小得多而接受的光熱量相等，所以前者單位面積接受熱量也就大得多。所以越邊上的地方就越冷。又由於地軸傾斜，所以直射的地方會在南北回歸線之間來回移動，所以就有了四季。

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其實上面的是二維的，真實三維情況和上面的略有不同，但原理類似。

x=1/sinθ，y=R*sinθ，陰影區域面積為1/2πyx=1/2πR，兩側受照射面積共πR,所以如果把地球切成1m厚的薄麵包片，每片的麵包皮都是一樣多的。而每1m厚度的光照量不同，設每平方米直射光照為1，則陰影部分光照量為2y*1m=2R*sinθ，所以單位面積受光照量為2sinθ/π，從直射點到兩極，θ由90度減小到0度，sinθ不斷減小，

所以越接近直射點單位面積光照量越大，也就越熱。

首先，單位面積接收的太陽輻射與入射角餘弦成正比

cos 50°=0.64

cos 80°=0.17

接收的熱量差不多是4倍啊

地球散失的熱量，看成黑體輻射，輻射強度和溫度四次方成正比，按你所說，對應的氣溫是310K→260K，四次方也就差了2倍，還不足以抵消接收熱量的差別。換句話來說，實際上應該溫差更大才對，幸好有江河湖海這些水體儲存熱量，以及大氣對流均衡溫度，才能使50~80°的陽光照射角度溫差僅有40~-10℃之小

極夜的時候，沒有陽光照射，此時的熱平衡條件，溫度是0K，也就是-273.15℃。幸好極夜不是永恆的，而且有大量的水體來儲存熱量，大氣對流均衡溫度，使得寒帶溫度最低降到90℃就算完了。溫帶晚上沒那麼冷是因為溫度還沒降到那麼冷太陽就又升起來了，而水這種有巨大比熱的物質能很好地均衡溫度的波動。像沙漠那種沒水的地方，夜晚0℃以下並不少見……

物理上說太陽是無限遠光源，所以是「平行光」。太陽光與太陽光之間可以看作近似平行。

地理上說「直射」是指太陽光線與直射點附近的法線平行。

兩個概念之間無甚關聯。

四季變化是公轉軌道和黃赤交角的共同作用。

因為地球是圓的，即使是平行光，不同維度的入射角也不一樣。

然後，地軸是斜的。

因為黃赤交角的存在。

近地面(對流層)空氣的直接熱源是地面輻射。意思就是我們感受到的氣溫，直接熱量來源其實是地面而不是來自於太陽。所以呢，地面接收到的熱量越多，我們感覺就越熱，相反地面接收熱量越少氣溫就越低。(海拔越高氣溫越低，例如珠穆朗瑪峰頂部，離太陽更近但是溫度卻很低)

有了黃赤交角，會導致太陽光入射角有很大的差異，還有就是太陽光到達地面需要穿過的大氣厚度有差異，因為大氣對太陽輻射有削弱作用。所以在不同時間，地面接收的太陽輻射量不一樣，近地面氣溫就有巨大差異。

這也和早午晚溫差類似。

畫了示意圖(請忽略作圖水平和比例:-O)

沒有黃赤交角的話，季節不會更替，低緯地區永遠都是夏季，高緯地區永遠都是冬天。

有黃赤交角的情況下，太陽光入射角度差異，再加上穿過大氣層厚度的距離不一樣，s1的距離比s2的距離大很多，受到的大氣削弱差別是巨大的。直射點南回歸線那裡的地面持續不斷地接收很多很多的熱量，氣溫自然會高很多，北半球也在持續不斷接收熱量但相對卻少，所以南半球夏天北半球冬天。(雖然我畫的s1和s2差不多(⊙o⊙)這圖的比例太可怕)

早午晚的區別，就非常明顯了。大氣的削弱作用達到極致。

最後，我都看不下去自己的圖::&>_&<::

看來你初中地理課並沒有認真聽講

那是因為你沒好好上地理課，這鍋物理課不背。。。

首先這是地理問題

1.地球公轉軌道是橢圓

2.地球自轉軸是斜的

接受光照照的角度不同

流明度不一樣

這都是高中地理知識，就連理科生也該學過的。負責任的講，應該寫一篇系統的答案，很明顯我寫不出。獻個丑。

1.把太陽當做無限遠的光源時，陽光是平行光。不是直射光。

2.氣溫不僅僅是由光照決定的，還受到海陸分布以及大氣環流地形地貌洋流的影響。

3.然而我們還是要問為什麼溫差有幾十度那麼大？因為溫差就是這麼大。太陽系其他行星的溫差不是動輒上百嘛，地球的溫差都已經溫和到適合生命存在了：)

4.題主所說的晚上，很可能就是溫帶/亞熱帶季風區某處的幾個小時而已，能冷到哪裡去嘛。哪裡比得上一個冬季，一冷就幾個月呢。

貌似題主把「直射」和「平行光源」兩個概念搞混了

地軸是傾斜的，好像和晝夜長、陽光直射角度有關吧……

不是因為黃赤交角嗎

當太陽光的方向與地球表面的切平面垂直，才可以稱之為直射。因此在地球上只有南北緯23.5度的範圍內能被太陽光直射。這個範圍就是熱帶。

因為地軸不是跟太陽光垂直的啊。。。這個問題搞懂了你就知道為什麼北半球的夏天是南半球的冬天了。。。

等你上了高中地理書上會告訴你為什麼的，比現在這些回答說的都要詳細。

題主，初中的書你確定看了？

初中物理中提到了光速，而且老師會告訴你關的傳播時間如何計算

而且，初中地理中有黃赤交角

至於公轉和自轉也是初中內容，當然，如果你們用的不是蘇科版當我沒說哈

題主可以用極限法思考這個問題，即假設太陽真的是一個無限遠光源，如果某個星球有某一面始終背對太陽，那這一面仍然是很冷的，而其面對太陽那一面就會很熱。而晝夜分界線上的溫度不可能是個階躍函數，所以溫度按理說與光線與地平線的夾角肯定是有關的。