太陽如此巨大,為什麼地球接收到的太陽光要被視為平行光?

太陽如此巨大,為什麼僅僅是因為在地球上直射角不同而使地球各緯度溫度產生交大差別?

太陽如此大,對地球來說它的晝半球都處在太陽直射下,為什麼地理書上說太陽隨時間不同,對地球直射點不同,而產生溫度不同的各個區域

這是怎麼回事?


因為你對太陽系的大小認識還停留在這種示意圖上,你抬頭看看太陽,你覺得這個圖靠譜嗎


題主發的圖有誤導啊,這些圖只是為了讓學生們直觀理解太陽系各個星球大小和次序而已,並沒有反映出星球間真實的間距,實際上太陽系遠比圖裡空曠太多了。

雖然太陽很大,但是距離地球1.5億千米,這相當於將一個乒乓球大小的燈泡放到距離你4米外的地方,雖然還不至於視作電光源,但是所佔據的視面積並不算大,視面積只有30分而已,而地球就相當於在乒乓球燈泡4米外的一個直徑僅有不到400微米的小砂礫,射到這個「小砂礫」表面的光可以近似的看做成平行光,那麼地球接受太陽能量的多少當然和所在地與太陽光入射角有關係了。

那為什麼地面所接受的熱量和太陽入射角存在聯繫?為了讓題主好理解,我畫了張簡圖

橘黃色的箭頭假設是太陽光,黑色的直線是受太陽照射的地面,兩個圖裡的直線長度一樣,在第一幅圖裡「地面」接收了6條太陽光線,而第二幅圖裡傾斜的「地面」只能接收到五條光線了,如果再傾斜些接受到的光線會更少,所以說單位面積下與太陽光的傾角越大,接收的太陽能量也就越小。


初高中地理課本已經講的比較透了。

未編輯的原問題可以拆成4部分:

1.為什麼陽光可以近似為平行光?

因為日地距離( 1.496×10^{8}km遠大於日直徑( 1.392×10^{6}km),日直徑遠大於地球直徑( 6.371	imes10^{3}km )。

對於同一地表位置,同一時刻,角度差: 陽光光線角度差值approx2 arctan(太陽半徑/日地距離)approx0.524度

對於不同地表位置,同一時刻,角度最大差: 陽光光線角度差值approx 2arctan((太陽半徑+地球半徑)/日地距離)approx0.526度

故近似為平行光。

2.為什麼地球有隨緯度變化的溫差?

只考慮太陽因素,太陽光平行且能量均勻,可簡略表示如下:

即垂直於日地連線方向的等面積的光,會隨著緯度升高,「分布」在面積更大的地表上。

高緯度地區單位面積單位時間內受到的輻射量遠小於赤道附近,地表升溫慢,全年累計熱量低。

3.太陽直射角是什麼?怎麼變?

即指太陽高度角:

對於地球上的某個地點,太陽高度角是指太陽光的入射方向和地平面之間的夾角,專業上講太陽高度角是指某地太陽光線與通過該地與地心相連的地表切面的夾角。——百度百科

在以日為單位的天體運行過程中,同一地點太陽高度角的值是不斷變化的,正午最高,日出日落時分最低

如圖:

該圖大致為北緯30-40度地區

同一緯度不同地點,同一當地時時刻,太陽高度角一致(比如同一天內北京當地12點和紐約當地12點),同一緯度日太陽輻射大致均勻

同一經度不同地點,同一時刻,大致上該地與太陽直射點距離越遠,太陽高度角越低。

4.太陽直射點是什麼?怎麼變?

太陽直射點是地球表面太陽光入射角度為90度的地點因為地軸不垂直於黃道面(地球軌道面)——百度百科

在以年為單位的天體運行過程中,太陽直射點的緯度隨時間周期性變化,兩分日在赤道附近,兩至日分別在南北回歸線附近。

如圖:

0.綜上:

題目里描述的時間-直射點關係,應該是指以年為單位的周期性變化。

結合2.的描述,太陽直射點所在緯度升溫更快,故隨著直射點緯度變化,地表升溫快的區域也在周期性變化。

當然,升溫快不代表更熱,一般高溫比太陽直射點會晚2個月到達。

而對於固定不動的位置,比如你的家鄉,就體現在春去秋來了。


這是一個閱讀理解題

上圖應為未被編輯過的原問題

1.從「太陽如此巨大」這個描述來看,應該是對日地距離與太陽半徑的量級差異沒有建立正確認知

2.從「地理書」那句提問來看,應該是題主覺得地理書把太陽寫成了(距離地球很近的)點光源,與他的認知相違,而他的日地關係認知如下圖

故只需解答日地距離,解釋為什麼太陽光可以視為平行光即可


謝邀,關鍵在於入射角傾斜因此帶來的在大氣層中通過的路以及由於角度原因帶來的反射和散射吸收

為啥題目改了呀???

關於平行光問題

太陽雖然巨大,奈何地球距離太陽實在太遠,以至於需要用天文單位來形容,經過了如此漫長的旅途之後,雖然是由點光源發出的光,也基本上可以當成平行的來看待了


道理我都懂,但是這個太陽為什麼這麼小?


因為地球距離太陽1.5億千米,非常遙遠。還有地球臭氧層抵擋了大部分熱量,地球接收到的太陽光僅僅是太陽發出的20億份之一而已。

地球各地的溫度還要考慮地球自身發出的能量,地球內核溫度也是極高的;還有地形也有關係,高原,平原,盆地溫度都有差別;甚至水分蒸發而形成的雲和降雨,都有影響。

一句話:地球各地的溫度並不是太陽決定的。


無限遠的點光源在傳播到眼睛面前是平行光,經過眼睛聚焦又變成一個點了。我們觀察到的恆星就是典型的平行光入射。

太陽是平行光。由於太陽比較大,太陽光其實是不同角度的平行光的組合。這樣才能在我們眼睛裡聚焦成一個有面積的太陽。

入射光是否平行和發光物體截面積無關,只和距離有關,哪怕太陽無限大佔了半個天空,它每一個點發射出來的都是平行光,只是多組平行光以不同角度入射。


因為你這個圖壓根就是錯的,事實大約是這樣:


這個嘛……

題主的太陽系認知圖(圖片出處見水印,懶得再畫)

那麼實際的太陽系距離呢?

有哪些天文學上的事實,沒有一定天文學知識的人不會相信??

www.zhihu.com圖標

假設地球是一個12厘米直徑的蘋果,

那麼月球就是一個3.5厘米直徑的乒乓球

月地距離是3.84米。

假設太陽是一個直徑14厘米直徑的蘋果,

那麼地球就是一個0.1厘米直徑的沙子

日地距離是15米。

你可以在廣場上自己擺一下,就明白了。


我覺得大部分答主的答案有道理,但是並沒有get到題主的疑惑。

題主應該是想問,對於太陽這個如此高溫的熱源,傾斜角什麼的都應該產生不了太大的影響, 地球上無論哪一個點都應該被太陽烤的很熱。

而事實是,地球赤道與南北極的溫差真的很大嗎? 相對於太陽的高溫 地球表面的幾十度的溫差很小了吧。


If the Moon Were Only 1 Pixel?

joshworth.com

這才是比較接近現實的太陽系比例圖,中學課本上的都是簡化過的,僅僅是為了讓人們lj記住順序


簡單來說,一顆小沙粒上不同位置受到的輻射換熱對你來說可能沒什麼區別,但是對小沙粒上面的細菌來說差別可大了。


極端一點,如果地球是平的,那麼當太陽直射的時候,地面蒸發的熱量可以加熱所有的空氣。而太陽在地平線的時候,整個地球的空氣都只能由你的肉體來加熱。效果差遠。


緯度引起的差距不能算大吧,北極點平均溫度250K,赤道平均溫度300K。

確實太陽如此巨大,無論陽光照射角度高低,都該熱得一筆。但好在地球是有大氣層保護的啊,自轉時間也不長,陽光的有無對溫度的影響被大大緩衝,已經小於照射角度對溫度的影響了

沒有大氣層的月球上,正面400K,背面90K,冰火兩重天,那才叫差距。心疼嫦娥姐姐,令人窒息的操作……


好多人沒答到點上吧 這點距離差影響確實不大

但是

地球有大氣層

角度不同穿過的大氣厚度不同


因為地球離他是如此的遠。


因為太陽雖然巨大,但是他的尺寸相對日地距離來說就小巫見大巫了,相對的


你提的問題中的內容與解釋中的內容有些不一致。先說(回答)問題中的內容:

太陽光通常被視為平行光,這是因為:太陽離地球很運,太陽光運動到了地球的位置,在地球上的一個小範圍內,光線之間的夾角已經非常小,幾乎接近於平行,所以,一般在研究與實驗中視太陽光為平行光。

太陽光照射在地球上,為什麼直射點在南北回歸線之間移動?太陽很大,為什麼地球的向陽面(半球)不是全都在太陽的直射下?

這是因為:太陽雖然很大,但是,它相對於地球的公轉軌道直徑來說還是很小。太陽的直徑是139萬公里,地球與太陽的平均距離是14960萬公里。所以,太陽對地球來說,仍然可視為是點光源,或者接近點光源。如果直觀的說,在地球上看,太陽在天空中只是一個小圓盤,並沒有覆蓋整個天空。在地球上就可以清楚地看出,太陽這個小圓盤在一年當中在不停的南北移動,夏季太陽升的高,在回歸線與赤道之間的地區,太陽能過頭頂,而冬季太陽升的低。所以,有直射與斜射之分。斜射時,單位地面上得到的光線(或者說光子)少,自然溫度低,這時就是秋冬季。


光的基本特性叫波粒二向性,光可以折射和衍射,地球是球狀,分經緯度,光子是直線運動沒錯,太陽光進來受到大氣層吸收折射衍射後波長改變了,你感受的熱量基本上屬於紅外線,紅外波長也分長短,所以答案在光的特性上。


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