本文參加百家號科學#了不起的自然氣象#系列徵文
這個類似的問題之前小地回答過,但是這個問題有一定的誤導性,下面且看小地的分析。
我們都知道地球是一個既不發光也不透明的橢球體,它在圍繞太陽公轉的同時也在圍繞假想自轉軸自轉,一年四季的變換和晝夜的交替等分別與地球的公轉和自轉有關。
由於通過地心並分別連接南北極點的地軸與赤道平面(地球自轉軌道面)垂直,地軸的北端始終指向北極星附近,而赤道平面與地球的公轉軌道面(黃道面)形成了一個約為23°26′的黃赤交角,也就是說地軸與黃道面之交的交角為66°34',二者互為餘角。
正是由於赤道平面與黃道平面存在交角,因此太陽的直射點並不是一直在赤道上,而是在南北緯23°26′之間作周期性的往返運動。而地球在公轉軌道上位置的不同,太陽直射點也就不同,以春分、夏至、秋分、冬至為例,春分日和秋分日太陽直射赤道,全球晝夜平分,南北兩極無極晝極夜現象;夏至日太陽直射北回歸線,北半球晝長夜短,且越往北晝越長夜越短,北極圈內出現極晝現象,而南半球則屬於晝短夜長且越往南晝越短夜越長,在南極圈內出現極夜現象。
單就理論而言,地表溫度的變化由獲得的太陽輻射量決定。當太陽直射點位於北半球時,北半球獲得的熱量要比南半球多,因此北半球整體溫度要比南半球高,為北半球的夏季;當太陽直射點位於南半球時,南半球所獲得的熱量要比北半球多,因此整體溫度要比北半球高,為南半球的夏季。結合夏至日和冬至日太陽直射點的不同不難得出,除了赤道附近外,地球的南北半球理論上季節是相反的(值得說明的是,南半球海洋和陸地面積佔比分別為80.9%和19.1%,溫差變化相對較小)。
而當地球公轉到遠日點時,此時正好是7月初,太陽直射點由北回歸線向南移動了約1.29°,日地距離約為1.521億公裡;而當地球公轉到近日點時,此時恰好是1月初,太陽直射點由南回歸線向北移動了約1.29°,日地距離約為1.471億公裡。由遠日點的距離減去近日點的距離可以得出二者相差0.05億公裡,而這個距離差僅相當於日地平均距離149597870公裡的3.342%,基本可以忽略不計。
綜上所述,之所以說這個問題存在誤導性,主要是因為沒有說到地球所處的近日點或者遠日溫度的變化是相對於北半球還是南半球。而地球作為太陽系內距離太陽第三近的行星,其溫度的變化與近日點和遠日點關係甚微,主要還取決於太陽直射點的位置或者說是一年中太陽高度角的大小變化,比如夏季溫度高、正午溫度高。
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