地球有一個(gè)非常有趣的四季交替循環(huán),氣溫的截然不同讓每個(gè)季節(jié)都有屬于自己的獨(dú)特風(fēng)景。
現(xiàn)在,我們已經(jīng)清楚得知道出現(xiàn)這種情況的原因是地球的自轉(zhuǎn)軸相對于它繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道傾斜了大約23.4度。
這個(gè)傾斜角度讓地球上的每個(gè)特定位置都會(huì)隨著公轉(zhuǎn)位置的變化而改變接收到的太陽光,接收陽光越多就越溫暖,越少則越冷,于是有了一年四季。
正因?yàn)槿绱?,?biāo)記出哪個(gè)時(shí)間接收的太陽最多和最少就尤為重要,于是就有冬至、夏至,以及春分和秋分。
每年的是12月22日前后就是冬至日,這意味著太陽直射在南回歸線上,這時(shí)候北半球的日照時(shí)間最短,而在此之后日照就會(huì)逐漸變長。
我們生活在北半球,但如果你仔細(xì)觀察過的話,冬至之后,雖然日照開始逐漸回升,但是氣溫并不會(huì)隨之回升。
相反,北半球的氣溫會(huì)在冬至日之后很長一段時(shí)間里都會(huì)繼續(xù)走低,比如中國是在每年的1月中旬才是最冷的時(shí)候。
所以,你可能會(huì)好奇,我們都等來了更多的陽光,為什么沒有等來溫度呢?
為什么沒有及時(shí)升溫?
這個(gè)原因其實(shí)特別簡單,就是因?yàn)榈厍虻年懙睾退枰獣r(shí)間升溫。
你會(huì)發(fā)現(xiàn),在冬天即便是大太陽的天,我們也不會(huì)感覺太熱,這是因?yàn)橹車囊磺卸际抢涞模?只有等周圍足夠熱了,我們才能真正覺得熱。
但是太陽的加熱并不是一蹴而就的,它只有白天才會(huì)加熱,而到了夜晚就會(huì)失去熱量,這個(gè)時(shí)候影響氣溫的有兩個(gè)關(guān)鍵因素——組成材料和大氣層。
現(xiàn)在的地球平均氣溫在13.9攝氏度左右,這個(gè)平均氣溫非常適合生命生存,但有這樣的好環(huán)境,我們第一個(gè)要感謝的就是地球的大氣層。
當(dāng)太陽輻射給地球表面加熱的時(shí)候,其實(shí)地球表面同時(shí)也在向太空輻射出熱量,特別是在晚上的時(shí)候熱量流入沒有了,而流失依然在繼續(xù)。
大氣層中的溫室氣體在這個(gè)時(shí)候就會(huì)發(fā)揮作用,它會(huì)吸收一些紅外熱輻射并將一部分重新輻射到地球表面以使其變暖。
如果沒有大氣層,地球的晚上就不會(huì)有加熱的過程,熱量將無法保留,這個(gè)時(shí)候就會(huì)有點(diǎn)像現(xiàn)在的月球一樣,白天可以達(dá)到106攝氏度,而晚上則變成-183攝氏度。
據(jù)信,如果地球沒有大氣層的話,其平均溫度會(huì)是在-18攝氏度左右。
除了大氣層之外,地球自身的組成材料也很關(guān)鍵,這是因?yàn)椴煌牟牧湘i住熱量的能力是不同的。
如果你在海邊玩耍過的話,你可能有過這樣的經(jīng)驗(yàn),白天海水是冷的而沙灘是燙的,但是夜晚海水會(huì)比沙灘溫暖許多。
這個(gè)其實(shí)是因?yàn)樗谋葻崛葺^大——它是我們常見材料中比熱容最大一種,比熱容越大則意味著接受相同熱量的情況下它越不容易升溫,但是同樣它也越不容易失去溫度。
地球的表面大部分都是水,要加熱它不是一件容易的事,在冬至?xí)r候,海水溫度還遠(yuǎn)沒有升高到可以影響由極地南下的冷空氣。
不過,海水通過保存熱量的方式讓地球的四季變化變得更加明顯,它影響季風(fēng)、熱帶氣旋、暖濕氣流等等關(guān)于氣候的方方面面。
與冬至相反的是夏至,夏至的時(shí)候北半球日照最長,但是6月22號(hào)也不可能是最熱的時(shí)候,同樣因?yàn)槲覀冎車牟牧线€沒有被加熱到最高溫。
其它星球的四季
我們前面說過地球四季的出現(xiàn)是因?yàn)槟莻€(gè)自轉(zhuǎn)傾斜角,其實(shí)火星的這個(gè)傾斜角和地球差不多(25.2度),但火星的四季并沒有像地球這么穩(wěn)定出現(xiàn)。
這是因?yàn)樾行堑能壍蓝际菣E圓的,而且太陽并沒有在最中心,所以接受陽光的情況除了和傾斜角有關(guān)之外,還和它離太陽的距離有關(guān)。
雖然地球的軌道也是橢圓的,但是和火星相比,地球幾乎算是圓的,地球的遠(yuǎn)日點(diǎn)差不多是1.521億公里,近日點(diǎn)是1.475公里,而火星的這兩個(gè)數(shù)值分別是2.492億公里和2.067億公里,差距就非常大,在考慮火星季節(jié)變化的時(shí)候就必須要考慮到這個(gè)因素。
所以,即便傾斜角也給了火星一個(gè)穩(wěn)定的日照變化,但是它北半球的秋季、冬季會(huì)和春季、夏季差不多溫暖,這是因?yàn)楸卑肭蚯锒腔鹦蔷嚯x太陽最近的時(shí)候,而春夏則正好最遠(yuǎn)的時(shí)候。
不過,對于地球而言,這種變化可以忽略不計(jì),冬至過后沒有立馬冷下來只是因?yàn)榧訜嵝枰獣r(shí)間而已。
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