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冬至了,地球比夏至距离太阳更近500万公里,为何反而更冷?

12月21日,冬月初二,2025年的冬至如约而至。此时,我国正处天寒地冻的时节。但事实上,这个时候是地球几乎离太阳最近的

12月21日,冬月初二,2025年的冬至如约而至。此时,我国正处天寒地冻的时节。但事实上,这个时候是地球几乎离太阳最近的时候,比夏至时距离太阳甚至更近500万公里,为什么此时反而会更冷呢?还有今年的冬至赶上了“甲子日”,多颗行星排列的天象,这究竟怎么回事呢?

首先要明确一点,在冬至时,北半球处于冬天,但南半球正处于炎热的夏天。同样的时间,南北半球的气温完全不同。由此可见,地球与太阳的距离变化并非影响地球上气温的关键因素,甚至可以说几乎没有影响。

地球绕太阳公转的轨道是一个椭圆形,平均距离大约是1.496亿公里,最近的距离是1.471亿公里,最远的距离则是1.521亿公里,最近和最远距离相差了0.05亿公里,即500万公里。

对于人类而言,500万公里是一个十分遥远的距离。要知道,地球赤道周长才4万公里,而月球距离地球也就38万公里。以客机每小时900公里的巡航速度进行飞行,飞完这个距离需要连续飞行231天。

但对于地球公转来说,这个距离变化其实是微不足道的,最远或最近的日地距离与平均距离都只相差了1.67%,轨道离心率仅0.0167。也就是说,地球的轨道形状其实非常接近正圆。

事实上,真正能主宰地球上气温变化的关键是太阳高度角。在同一个地方的同一天,太阳刚升起来时,高度角较低,而到了正午附近,高度角相对较高。太阳高度角越高,太阳光穿过的地球大气层厚度越小,能量损失越少,就有更多更集中的太阳能量照射地表,所以气温就会更高。

同样地,在同一个地方的一年不同时间里,正午太阳的高度角也是不同的,在高度角越高的时间里,太阳辐射强度越大,所以那段时间气温也会相对越高,反之则会更冷。那么,又是什么原因引起太阳高度角在一年里的变化呢?

这其实与地球的自转轴倾斜了大约23.5度有关。地球的赤道平面与绕太阳公转的轨道平面(黄道面)是不重叠的,地轴相对于黄道面有倾斜。

至于地轴倾斜的原因,目前的主流观点认为在45亿年前,地球刚诞生之初,有一颗名为忒伊亚的原始行星(差不多火星大小)猛烈撞击原始地球,由此向太空中抛射了大量的物质,它们最终聚集形成了月球,而地球的自转轴也被撞倾斜了。

由于地轴倾斜,当地球在公转轨道上运动时,被太阳直射的地球区域就会发生变化,这样太阳辐射强度会随之改变,地球上的季节也就会出现更替。因为地轴倾斜的角度是23.5度,所以太阳的直射范围只能位于地球北纬23.5度到南纬23.5度的范围内。

当太阳直射南纬23.5度,也就是南回归线之时,北半球就来到了冬至,太阳高度角达到一年之中最低的时候,这一天北半球的日照时间最短,黑夜最长。在北半球纬度越高的地方,黑夜越长。而到了北纬66.5度以北的北极圈,这一天都会出现极夜现象,太阳的高度角太低,使得太阳始终低于地平线,太阳一整天都不会升起来。

按照测算,地球将在2026年1月4日运行到近日点。根据牛顿运动定律,在近日点附近时,地球的公转速度相对于远日点更快,所以北半球的冬季会比南半球的冬季更短一些,相差一周左右。

在中国的传统天干地支纪时文化中,今年冬至这一天正好是“甲子日”,这是以60天为一周期的干支纪日的伊始,所以也是一个巧合。这一天之后,北半球的黑夜越来越短,白昼越来越长。

而在最近这段时间,天空中也出现了行星排列的现象。根据行星运行轨道测算,最近正是木星、水星、金星、火星等几大行星在天空中大致排成一列的时候。

可以说,这个冬至是一个特别的冬至。最后,祝福大家冬至安康!四季顺遂!