为什么太阳的直射点会在南北回归线之间移动

谢请,由于地球是一个接近正球体的三轴椭球体,而太阳辐射我们又可以近似看成是一组平行光,所以任何时刻太阳辐射照射到地球上只有一个地点是阳光直射的,我们就称为“太阳直射点”,任何时刻地球表面的太阳辐射能分布都以太阳直射点最多,然后往四周递减。为什么太阳的直射点会在南北回归线之间移动图1

由于地球自转的轨道面“赤道平面”和地球公转的轨道面“黄道平面”并不在一个平面上,如果这两个面重合,太阳直射点将永远直射在赤道上。不过,现在这两个平面之间存在夹角,我们称为“黄赤交角”,目前黄赤交角的度数大约为23.5°,由于黄赤交角的存在,就使得太阳直射点会在地球公转(保持地轴平移)的过程中移动,而且直射点远离赤道移动的纬度度数范围就是23.5°,也就是在南北回归线之间移动。为什么太阳的直射点会在南北回归线之间移动图2

每年春分节气,太阳直射点直射于赤道,时间大约为3月21日前后,接下来太阳直射点将会往北半球移动,大约到了6月22日前后,太阳直射点将会移动到北回归线,也就是夏至节气。过了夏至节气后太阳直射点将会折返向南移动,大约在9月23日前后,又经过赤道,称为秋分节气。为什么太阳的直射点会在南北回归线之间移动图3

此后,太阳直射点移动到南半球,南半球进入夏半年,到了大约12月22日前后,太阳直射点将会移动到南回归线,也就是冬至节气,此后太阳直射点将会继续折返往北移动,到第二年3月21日前后再次直射于赤道。这样太阳直射点就在南北回归线之间来回移动了一次,也就是一年,我们称为是一个“回归年”,时间为365天5小时48分46秒。

太阳直射点不是固定在赤道,是因为地球绕太阳公转时地球不是直立身体转的而是倾斜着身体转的。
为什么太阳的直射点会在南北回归线之间移动图4

地球自转的轴叫地轴,与地轴相垂直的最大的纬线圈就是赤道。地球绕太阳公转的轨道面叫黄道面。赤道面与黄道面是不重合的,两者之间有个交角就叫黄赤交角,由于黄赤交角的存在,使到太阳的直射点在南北回归之间来面移动。黄赤交角的度数是23度26分,就决定了南北回归线的度数分别是北纬23度26分和南纬23度26分。
为什么太阳的直射点会在南北回归线之间移动图5

可以说太阳直射点在南北回归线之间来回移动是地球自转与公转共同作用的结果。如果自转时地轴是垂直于黄道面的,太阳直射点就永远在赤道,无论公转如何转,一年都没有四季的发生。

地球绕太阳公转一周是一年,这个年是指恒星年,有365天6时9分10秒。这个不是我们日常使用的年。我们日常使用的年叫回归年,是今年的春分太阳直射赤道的时刻到明年春分太阳直射赤道的时刻的间隔,有365天5时48分46秒。强调一下,春分并不是整天都直射赤道的,只有某一个时刻真正直射在赤道。
为什么太阳的直射点会在南北回归线之间移动图6

就是地轴不垂直黄道面,即是黄赤交角的存在,太阳的直射点在南北回归线之间移动,公转时才有春夏秋冬的变化,我国古代人还将一年四季细化为二十四节气,更有利于生产和生活。
为什么太阳的直射点会在南北回归线之间移动图7

地球存在着三种主要运动方式,即自转、摇摆和公转,地球运动是自转,公转,摇摆三种运动同时并存的组合式运动。地球质心与中心不同中心以南,两心位置确定了地轴位置,两心距离决定着地轴倾斜角度大小。地球绕中心轴(即地轴)自转,自转时质心产生了偏心力,牵引着地轴发生倾斜。伴随地球自转,偏心力方向不停的改变,牵引着地轴倾斜方向不停的改变,于是地球出现摇摆运动。

当偏心力指向太阳时,偏心力将地球拉近太阳,地球公转轨道出现近日点。当偏心力背向太阳时,偏心力将地球拉远太阳,地球公转轨道出现远日点。

四季变化是地球摇摆运动形成的,伴随地球公转,地球完成两个摇摆运动周期,地球表面才能形成一次四季变化地球完成两个摇摆运动周期,地球公转只是接近一周。从冬至到夏至为第一个循环周期,从夏至到来年冬至为第二个循环周,两个周期里,冬至和夏至地轴是平行的,春分和秋分地轴是平行的,冬至和夏至与春分和秋分,地轴倾斜方向正好相反。

伴随地球公转和摇摆,地轴倾斜方向不停的改变,导致太阳直射点在南北回归线之间往复移动。

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