致昏昏: 关于季节变化与日地距离


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送交者: seashell 于 2008-03-08, 22:52:59:

昏昏锲而不舍的精神让人佩服,现简答如下。
地球作为一个整体,其接收到的太阳能量与日地距离的平方成反比,一年中其实变化很小,1月4日达到最大值(高于年平均值3.5%), 7月5日达到最小值(低于年平均值3.5%),可视为全年不变。在此意义上地球的椭圆轨道可近似认作圆形。
然而,随纬度的不同,我们却可以感受到季节的变化,这主要是由于太阳照射到当地的角度不同引起的,所谓余弦效应是也:单位面积接收到的能量与入射角的余弦成正比。这个效应可用手电筒来直观理解:当手电斜射到墙壁时,光斑的面积增大然而总能量不变,所以单位面积接收到的能量变小了(与入射角的余弦成正比)。
一天中接收到的能量变化与此类似,然而由于大气和地表的作用气温并不是正午最高。其过程之复杂足可以开一门研究生课程,在此不赘。
值得一提的是,记得以前有人模拟过,若日地距离太大或太小,地球上都不会有生命过程。又若地球赤道平面与地球公转轨道面(黄道面)重合,地球上则不会有季节变化 – 人生又是多么乏味!造化之弄人,一至于斯。




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