「每日科普」為什麼會產生四季交替？

四季是指一年中交替出現的四個季節，即春季、夏季、秋季和冬季。在天文學上，季節的劃分是以地球圍繞太陽公轉軌道上的位置來確定的。

地球的公轉，是地球圍繞太陽的旋轉，它公轉的路線叫軌道。地球公轉的方向，是自西向東旋轉。地球繞太陽公轉的速度為每秒30公里，地球圍繞太陽轉動的軌道長度是94億千米，走完全程所用的時間是365天5時48分46秒，也就是一年。

地球繞太陽公轉的軌道是一個橢圓，它的長直徑和短直徑相差不大，可近似為正圓。太陽就在這個橢圓的一個焦點上，而焦點是不在橢圓中心的，因此地球離太陽的距離，就有時會近一點，有時會遠一點。

雖然四季的變化與地球公轉有關，但決定性的條件是地球必須斜著繞太陽轉，也就是黃赤夾角的存在。

如果沒有黃赤交角，地球繞太陽垂直旋轉，太陽光將永遠直射在地球的赤道附近，而其他地方的太陽光線與地平面之間的夾角也是永遠不變，地球上便不會有四季的變化。

黃赤交角的存在，使太陽直射點在23°26′S至23°26′N間作週年往返移動。因此每時每刻，地表獲得的熱量是隨時間和空間而發生變化的。

做一個簡單的實驗，將手電筒的光束垂直照向潔白的紙板，投射在紙板上的光斑是圓形的，而且光斑非常亮。將手電筒稍微傾斜一下，光斑就會變成橢圓形，而且越斜橢圓越大，光斑的亮度也有明顯的變化。這說明，同一束光直射時面積最小，熱量較為集中；斜射面積變大，熱量分散。同理，太陽光直射的地方氣溫高一些，而斜射的地方氣溫低一些。

以北半球為例，夏至日前後一段時間，太陽直射在23°26′N，這是太陽光線能夠垂直照射的最北位置，此時地面獲得的太陽光熱較多，形成夏季；冬至日前後一段時間，太陽直射在23°26′S，這是太陽光線能夠垂直照射的最南位置，此時地面獲得的太陽光熱較少，形成冬季；春分日和秋分日前後一段時間，地面獲得的太陽光熱比夏季少，比冬季多，分別形成春季和秋季。南半球季節與北半球相反。

正是因為地球圍繞太陽公轉的軌道是橢圓形的，並且與地球自轉的平面有一個夾角。當地球處在公轉軌道的不同位置時，各個地方受到太陽光照不同，接收到的太陽熱量也不同，所以就有了季節的變化和冷熱的差異。

本文由中國人民大學附屬中學第二分校一級教師王和意進行科學性把關。

丨新華網

普及丨科學知識

宣傳丨科學思想

促進丨科技繁榮

掃碼瞭解更多科普知識

【來源：固安科普】

宣告：此文版權歸原作者所有，若有來源錯誤或者侵犯您的合法權益，您可透過郵箱與我們取得聯絡，我們將及時進行處理。郵箱地址：jpbl@jp。jiupainews。com