太陽和地球的距離會變嗎?

是會變的,隨著地球圍繞著太陽公轉,地球離太陽的距離不是固定不變的。近日點大約1.49億公里,遠日電大約1.51億公里。

太陽高度周期性的變化,造成周期性的直射和斜射。太陽高度為什麼會有周期性的變化呢?

地球在繞太陽公轉的過程中,地軸始終與軌道面傾斜成66度33分的夾角。由於地軸的傾斜,當地球處在軌道上不同位置時,地球表面不同地點的太陽高度是不同的。太陽高度大的時候,太陽直射,熱量集中,就好像正對著火爐一樣;而且太陽在空中經過的路徑長,日照時間長,晝長夜短,必然氣溫高,這就是夏季。反之,太陽高度小時,陽光斜射地面,熱量分散,相當於斜對著火爐;而且太陽在空中所經路徑短,日照時間短,晝短夜長,氣溫則低;由冬季到夏季,太陽高度由低變高。同樣道理,太陽高度的變化影響著晝夜的長短和溫度的高低,分別形成了秋季和春季。

我們先來分析地球的運動,地球有兩種基本的運動,一種叫自轉——地球自身的旋轉,另一種叫公轉——繞著太陽的旋轉。

自轉是繞著穿過南北兩極的地軸進行的,方向是自西向東,離兩極越遠的地方轉速越快。與兩極等距的那一圈叫赤道。地球自轉一周的時間為一天,也就是24小時。

地球繞太陽公轉的速度為每秒30公里,繞太陽一周需要365天5時48分46秒。也就是一年,天文學上稱之為回歸年。地球繞太陽公轉的軌道是一個橢圓,它的長直徑和短直徑相差不大,可近似為正圓。太陽就在這個橢圓的一個焦點上,而焦點是不在橢圓中心的,因此地球離太陽的距離,就有時會近一點,有時會遠一點。一月初,地球離太陽最近,為147,100,000公里,這一點叫做近日點。七月初地球離太陽最遠,為152,100,000公里,這一點叫做遠日點。事實上,當地球在近日點的時候,北半球為冬季,南半球為夏季,在遠日點的時候,北半球為夏季,南半球為冬季。這就說明,四季的變化與近日點和遠日點無關。

那麼四季的變化到底是怎麼產生的呢?與公轉有關,但是決定性的條件是地球必須斜著繞太陽轉;如果地球是垂直的繞太陽旋轉的話,太陽光線將永遠直射在地球的赤道附近,而其他地方的地平面與太陽光線的夾角也永遠不變,地球上將不會有四季的變化。

我們知道,地球上某一平面氣溫高低與太陽光是直射還是斜射該平面有關。那麼這種效果是怎麼產生的呢?我們來分析一下。假定有一束固定大小的光束,當他直射在某一平面時,他投射在該平面的光斑將是一個正圓,而斜射時,光斑將是一個橢圓,而且越斜橢圓越大,也就是說,斜射時同樣多的光線照在了更大的面積上。我們可以理解為,光束斜射時光斑區的光線稀一些,直射時光斑區的光線濃一些。這就是為什麼太陽光直射的地方氣溫要高一些,而斜射的地方氣溫要低一些。我們知道氣溫是決定季節的主要因素,所以我們不難理解太陽光直射的地方,將是夏季,而斜射得最厲害的地方將是冬季,這兩者之間的則是春季或秋季。

那麼四季的交替變化又是怎樣形成的呢?這就與地球的傾斜有關了,正是由於地球是傾斜著繞太陽旋轉的,才使得太陽光的直射以赤道為中心,以南北回歸線為界限南北掃動,每年一次,循環不斷,從而形成了地球上一年四季,順序交替的現象。



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