二、季节与二十四节气
在地球公转的过程中,整个地球接受的太阳热量变化很小,但就南半球或北半球来说,随着地球在公转轨道上的位置不同,所得到的热量却有显著变化。正是有了这种变化,才有四季之分。为什么随着地球在公转轨道上的位置不同,南北两半球所获得的热量就会有显著变化呢?为了说明这个问题,需要讲清太阳高度角、日照时间与地面得到太阳热量的关系。
同样一束太阳光,直射地面时所照射的面积要比斜射地面时小,因此,受太阳光直射的地方,单位面积所得到的热量必定大于受太阳光斜射的地方。太阳直射和斜射的程度可以用太阳高度角h来表示。
太阳高度角h就是太阳光入射的方向和地平面之间的夹角。太阳高度角等于90°时是直射,小于90°时是斜射。显然,太阳高度角越大,单位面积所接受到的太阳热量就越多。我们感觉到中午的阳光强,晨昏的阳光弱,夏天的阳光强,冬天的阳光弱,就是因为中午的太阳高度角比晨昏大,夏天的太阳高度角比冬天大的缘故。日照时间的影响则是:日照时间越长,地表接受到的太阳热量也就越多。
此外,当地球在公转轨道上的位置不同时,地面所受到的热量也有变化,现以北半球为例加以说明。
地球公转时,由于地轴在空间的倾斜方向不变,而且与公转轨道面始终成66°33′的夹角,因而地球在轨道上不同位置,北半球受到太阳照射的情况也不同。先从A点看起。这一点是每年6月22日前后地球在公转轨道上的位置。此时太阳直射北回归线,北半球大部分地区太阳高度角最大,日照时间最长,因而所接受到的热量最多。这一天称为夏至。过了夏至,随着地球在轨道上位置的变化,太阳直射点逐渐南移,到了9月23日左右,地球运行到B点。此时,太阳直射赤道,比起夏至来,北半球大部分地区太阳高度角减小,日照时间也减少,因而所接受到的热量也减少,天气开始转凉。这一天称为秋分。秋分后,太阳直射点移到南半球,北半球太阳高度角继续减小,日照时间继续缩短,到了12月22日前后,地球运行到C点,太阳直射南回归线。这一天称为冬至,对北半球来说,是太阳高度角最小,日照时间最短,所接受到的热量最少的一天。过了冬至,太阳直射点朝北移,到次年3月21日左右,又直射赤道,这是地球公转到D点的情形。此时北半球太阳高度角又增大,日照时间又延长,所接受到的热量又增多,万物苏醒,大地回春。这一天,称为春分。地球不停地绕太阳公转,北半球所接受到的太阳热量的多少也周期地变化着,这样就形成了寒来暑往的四季交替。在天文学上,四季的划分是:自春分到夏至,为春季;自夏至到秋分,为夏季;自秋分到冬至,为秋季;自冬至到春分,为冬季。
我们的祖先,通过长期的农业生产活动,早在春秋时代(距今2400~2700年左右),就已认识了地球上冷暖变化与太阳位置的关系,确定了春分、夏至、秋分、冬至四个节气。到了距今2100年左右的汉代初期,随着农业发展的需要,在黄河流域又进一步把一年分为二十四个节气,即:立春、雨水、惊蛰、春分、清明、谷雨、立夏、小满、芒种、夏至、小暑、大暑、立秋、处暑、白露、秋分、寒露、霜降、立冬、小雪、大雪、冬至、小寒、大寒等。
2003-09-23 21:20:37 章淹林之光游来光