地球上的四季变化是由什么原因引起?四季变化的根本原因

昨日晚餐问完朋友一个难题:地球上的四季变化是咋的?他说:我地理学的不太好,不是很了解!我讲:这与自然地理有啥关联啊,咱们就生活在地球上,这也是常识问题!可能因为我提及了基本常识二字,她沉默了一会说:那是不是就是跟地球上的椭圆轨道相关啊,地球上有时候离太阳近,有时候离太阳远!这….!

因此接下来我们就聊下地球上的四季变化!

温带的冬至节气和小暑

众所周知,在一年中北半球地图和东半球的温带要经历二种环境温度完全不同时节:

温馨、悠长、光亮、充满快乐的日子严寒、短暂性、低沉、适合在房间里度过日子

不容置疑,立夏和冬至节气期内太阳光转现出去活动差别十分明显。

全世界绝大多数人都都集中在温带,其实就是层面超过23.26°,低于66.34°的区域,其它的层面就是属于亚热带和寒温带了,这是很多朋友说,地球上哪有四季啊,我们这里长期控温,要不热的要命要不冷的要命,主要是因为你处地区气温变化不显眼!

因此我们探讨四季都觉得的温带,坚信处于温带的小伙伴们应该可以还记得小暑这一天,太阳光基本上就位于大家头上曝晒,也是一年中大白天最长的一天。而另一方面,到冬至节气时,太阳光在地平线上最大高度比夏至时整整的太低了46.8°,这一天也是整年中大白天最短的一天!

这不仅仅是大家非常明显就可以看出来的差别,也是非常显著能感受到环境温度的差别!

当太阳在小暑照射头上时,大家切切实实能感受到比在冬至节气接近黎明时分时环境温度更高一些、主题活动更强烈。因此问题是,立夏和冬至节气太阳和大家间距不一样?是椭圆轨道问题?是不是就是太阳光自身的亮度越来越强?那样什么原因导致了地球温度的显著差异?接下来我们就剖析各种问题。

太阳主题活动强大了没有?

之前就有一些关于恒星演化的帖子,有很多小伙伴早已听过许多关于太阳本身的改变,及其太阳辐照度随时间变化。

实际上太阳色度会随着时间推移而改变,但这种变化在极短的时间十分细微!基本上忽略不计(假如过了10亿光年得话,就不可以这样说了)!就人均来讲,在大气层顶部,当太阳释放出来最少动能时,我们可以从太阳光接收的利用系数动能是1365.5瓦/米^2,当太阳传出最大动能时,是1366.5瓦/米^2。

也就是说,太阳光输出动能确实在转变,但是根据已经有记录,太阳光度只发生改变0.1%!这确实太小,不能对我们的感觉造成什么影响。

是不是我们和太阳之间的距离转变形成了环境温度差别?

地球的轨道真的不是一个完美的圆,而是一个椭圆轨道!那是否有可能,当地球离太阳更近一些情况下,所产生的额外辐射源会让我感受到温度变化呢?

这一危害也特别小。但我们离太阳最近的情况下,大家接收的光比离太阳很远的情况下强大了6%(光强度与之间的距离平方米反比)。6%真的比0.1%变大许多,但依然忽略不计,由于当地球离太阳很远的情况下,我们的夏天一样特别热啊!那样什么原因导致了地球上的四季和气温变化呢?

地球上温度变化主要有两种要素占据主导地位,他们不但息息相关,并且是由于同样的状况所导致的:径向歪斜!

太阳倾斜角多度转变

大家首先要了解是指,地球上单位体积、利用系数接收到太阳光光的能量是一定的,那便是1366瓦,在其中0.1%的改变是由太阳原有特性所导致的,6%的改变是由于地球上和太阳的距离所导致的。

当太阳光线照射地球时,最先1366瓦/m^2能量得先越过地球大气层,之后才能照射路面,被地面吸附。

如果这时候地面自然光有一个视角会怎样呢?造成结果就是利用系数里的动能能被分散在更多的总面积!

如果你还记得三角函数得话,或许你如今所在位置,每企业接受到太阳的能量就等同于:太阳能量的初值(1366±0.1%±6%)除于天夹角的余弦值!

那样上边探讨的6.1%能量差别最多个等同于天夹角3.5°的差别,因此自然光倾斜角多度转变便是气温变化的重要原因。而地球上的径向歪斜则意味着太阳光在自转环节中南北半球便以不同视角房屋朝向太阳光,这便增添了四季的变化!

太阳越过大气层厚度的改变

但是这还不足以理解为什么冬天的太阳相较于夏季,或是早上(黄昏)太阳相较于正下午,会逐渐发暗!给人带来的形象化感觉就像是太阳活动没有那么明显了、太阳也那样不耀眼了!

上面已经曾经说过有两种情况,太阳的能量被分散在更多的总面积上,那只是其中之一。另一个就是:自然光要抵达路面或是大家双眼,需要经过地球大气层!下面的图:

地球大气层是好东西,不但能供人们吸气!还可以有效地散射辐射,特别是在时越粗厚空气对光的散射水平越高!当太阳以90°竖直直射地板时,自然光“只”会越过100公里地球大气层。假如太阳光以45°角散射路面时,太阳可能越过141公里地球大气层,抗压强度会进一步降低。

如果你在北纬度(南纬)大概45°,太阳在小暑的中午只能越过108公里地球大气层,但冬至节气下午却达到272千米,几乎就是小暑的三倍!

汇总

也理解为什么日出和日落时,太阳光是红色,并且环境温度会降低!因此地球上温度变化所导致的四季变化,并非是咱们离太阳的距离变近或是变远所导致的,也并不是我们太阳光自身的转变造成了导出能量转变所造成的,反而是在于太阳光直射地球上的视角,及其太阳越过了什么地球大气层所导致的!