为什么我们没有2个夏季和2个冬季?


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由于地球的椭圆轨道,它与太阳的距离相差近500万公里(最近点为1.47亿公里,最远点为1.52亿公里,即平均距离的近3%)。

从金星比火星更热的环境这一事实可以明显看出这一点,因为金星与太阳的距离相对较远。

那么为什么地球没有观测到两个冬天(最远的点)和两个夏天(最远的点)?

附加说明:我知道地球的季节性气候变化是由其23度倾斜引起的,该倾斜导致半球的日照密度变化。

但是对我来说,这500万公里的距离似乎比23度倾斜更有意义。


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这个问题的一个问题是,每个轨道的最近点和最远点仅发生一次。参见Wikipedia文章:en.wikipedia.org/wiki/Elliptical_orbit
Donald.McLean

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“但是对我来说,这500万公里的距离似乎比23度倾斜更有意义。” -对你来说似乎是这样,但是我们的星球不同意你。倾斜效果更强。(我没有时间或数学来证明这一点。)
Keith Thompson

您是否以为北半球向太阳倾斜是一个夏天,而近日点是第二个夏天?与此相关的几个问题之一是近日点位于1月初,非常接近北方的冬季。
基思·汤普森

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太阳位于椭圆轨道的一个焦点,而不是其中心。近日点是指地球位于最靠近太阳的长轴末端,而不是(两次)地球位于短轴的末端。每年只有一个。距离的3%变化会使所接收的太阳能变化6%。在旧金山,白天是6月的14:45,12月的9:33,增加了54%,我们还没有考虑到太阳在天空中的较高角度。
罗斯·米利肯

金星和火星的极端温度只能通过它们与太阳的距离来部分解释。金星受到失控的温室效应的影响;如果它的气氛更薄,可能会凉很多。如果火星的大气层更厚,火星可能会显着变暖(可能需要更大的温度才能保持更厚的大气层)。
Keith Thompson

Answers:


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您的帖子中有一些不正确的假设,因此很难按要求回答。但是我可以解决误解。

1.季节不是由我们与太阳
距离引起的。季节是由地球轴23.5°的倾斜引起的。当北半球朝向太阳倾斜(夏季)时,南半球同时远离太阳倾斜(冬季)。因此,季节性温差与地球在其椭圆轨道上的位置关系不大。没有这种倾斜,就不会有季节,全球各地的温度也会相对均匀。

2.即使全球气温不符合我们的距离变化相一致
作为事实上的平均地球的温度是全球最热的时候它是最远的来自太阳-热约2.3°C(REF)。那是因为北半球面临着更多的面向太阳的陆地(当时地球在其轨道上最远)。因此,即使日照强度较小,土地的加热速度也比必须在近日点加热的广阔海洋要快得多。

这种距离-温度不一致并非地球独有。观察当我们远离太阳移动时,其他内部行星的平均温度:

  1. 汞(167°C)
  2. 金星(460°C) 更远,但比水星还热?
  3. 地球(14.0°C)
  4. 火星(-60°C)

金星实际上比水星更热,因为浓厚的二氧化碳气氛导致全球变暖失控。因此,决定行星平均温度的不只是与太阳的距离。

3.只有一个顶峰/近日
点地球轨道的最接近点(近日点)和最远的点(近日点)每年仅发生一次;不两次。那是因为地球的椭圆轨道是如此,所以太阳位于焦点之一,而不是中心(如下图所示)。

地球的椭圆轨道](http://i.imgur.com/hxAbz8y.png)

请注意,此处大大夸大了物体的大小和轨道的偏心率。


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距太阳500万公里的距离变化看起来似乎很多,500万公里是一个很大的距离,但它对地球天气的影响不如轴向倾斜大。距离变化3%会导致到达或给予的太阳辐射强度变化约7%。

但是考虑到地球轴向倾斜的变化,这里我将以45度为例进行说明。纬度,类似于纽约,伦敦,柏林,巴黎等城市的纬度。第一个因素是日长。轴向倾斜意味着在夏季,白天会更长,而在冬季,白天会更短。在45度 纬度意味着夏至时太阳在地平线上方整整呆了15.5小时,冬至时只有8.7小时。夏时制的时间差接近2:1,完全淹没了7%的小幅变化。

另外,冬天的太阳角很小,这意味着与大角度的太阳相比,落在地面上的太阳的数量要少。在冬至在45度。与太阳光线在赤道附近某个位置上方的照射强度相比,太阳射线的纬度减小到每平方米地面的强度的37%。但是在夏至期间,它们的强度比直接在头顶上高出97%。2.5:1的差异。

因此,在冬季和夏季之间,每天在给定的地面上照射的光和热量的总和大约相差400%。


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我怀疑您是在想我们会有一个夏天,例如北半球朝着太阳倾斜,而在近日点距地球是最靠近太阳的那个夏天。一方面,时间安排不起作用。近日点发生在1月初,靠近北部的仲冬。这可能减轻了北半球轴向倾斜的影响(并放大了南半球的轴向倾斜),但这不足以覆盖它们。

其他答案说轴向倾斜比到太阳的距离变化更重要,但是他们没有解释为什么

以下是粗略的估计。

可以通过近日点和顶头点距离之间的比率(大约为0.967)计算出与太阳距离变化引起的照明差异。应用平方反比定律表明,在apphelion上的日光量约为在近日点的日照量的93.5%。参考:http : //en.wikipedia.org/wiki/Perihelion#Planetary_perihelion_and_aphelion

在我当前的位置(北纬约33度),一年中的这个时间(靠近北冬至),我们每天大约要有10个小时的日照和14个小时的黑暗。(参考:我手机上的天气应用程序。)这大约是我们在任何春分时12小时的白天所能获得的83%,大约是14小时的白天和10小时黑暗中所能获得的71%夏至期间每天。在较高的纬度下效果会更大。

除此之外,冬季的太阳比夏季的太阳要低,这意味着一定量的阳光会散布在地球表面的较大区域,这使得比例更大。

我没有数字,但足以表明轴向倾斜的影响远大于地球与太阳之间变化的距离的影响。


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这里有两个因素。一个是23度倾斜比500万公里更重要(请记住那仅是0.033 AU)。事实证明,无论距离多远,北部都是夏季,南部都是冬天。

另一个是如果没有倾斜,我们将有一个非常轻的夏天和一个非常轻的冬天(两个都非常非常轻),因为太阳不在椭圆的中心(两个最近的点和两个最远的点),但是在一个焦点上(一个最近的点和一个最远的点)。


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这是因为地球绕太阳倾斜了23度,并且地球绕椭圆轨道旋转。

如果您用所有变量来建立方程式,我们在这里

  1. 地球倾斜23度
  2. 地球绕太阳的椭圆轨道
  3. 绕自身的地球速度
  4. 地球绕太阳公转的速度
  5. 地球与太阳之间的距离

因此,您会注意到关于此变量的天气条件的变化,因此我们有2个冬季和2个夏季,但其中2个只是过渡状态。
一个证明,在地球的两极,由于变量(1)的限制,我们只能有夏季和冬季。


-2

我们确实有2个夏天和2个冬天-还有2个春天和秋天。太阳和地球之间变化的距离不会引起季节变化。它们是由于地球在夏天朝向太阳倾斜,而在冬天远离太阳倾斜所引起的。

北半球和南半球都有相同的季节,但一年中的时间相反。
例如,在美国,冬天是冬天,在阿根廷是夏天,反之亦然。

由于北半球和南半球的季节在一年中的相反时间发生,因此这意味着每个季节有2个或每年有8个不同的季节,包括2个单独的夏季和2个单独的冬季。

也许此链接可能会有所帮助:http :
//neoprogrammics.com/equinoxes_and_solstices/


确实是这样 这实际上不是问题的实质。可能会有更好的评论。
userLTK
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