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\ begingroup美元

如果地球是一个球体,太阳在9300万英里之外,为什么赤道是地球上最热的地方?

就到太阳的距离而言,到赤道的距离几乎等于到两极的距离。

1月3日左右,太阳据说在9140万英里之外,但在7月7日,太阳据说在9450万英里之外。地球在7月7日(夏季)更暖和,但却比1月远了300万英里,这怎么可能呢?

\ endgroup美元
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  • 2
    \ begingroup美元 忽略诸如轴向倾斜、季节和大气输送等因素,这是因为地球是一个球体。在任何给定的纬度上(我想你把它和经度混淆了:en.wikipedia.org/wiki/Longitude)单位面积日照量与纬度余弦成正比。所以,如果你有一块太阳能电池板,想要从中获得最大的能量,在赤道你把它平放在地上,而在两极你把它直立起来。 \ endgroup美元
    - - - - - -jamesqf
    2017年4月7日18:07
  • 1
    \ begingroup美元 @bmende实际上它完美地解释了它,但我认为如果你不明白的话,它有点复杂。一张图抵得上1000个词之类的话:windows2universe.org/earth/climate/images/..。这都是关于太阳在天空中的角度——因此,是纬度的余弦。 \ endgroup美元
    - - - - - -userLTK
    2017年4月8日0:12
  • 1
    \ begingroup美元 不,距离和角度都很重要。从某种意义上说,冬天更冷,因为太阳在天空中较低。它在天空中的时间也更少。与太阳的角度通常更重要,除非你极大地改变距离。12月和6月之间3%的距离变化非常小。除非你住在赤道附近,否则天空中太阳角度的变化和一天长度的变化远远超过3%。两者都很重要,倾斜或角度对地球的大部分地区来说更重要。 \ endgroup美元
    - - - - - -userLTK
    2017年4月8日2:08
  • 3.
    \ begingroup美元 @bmende:之所以与太阳的距离变化没有明显的影响,是因为它比轴向倾斜引起的变化要小得多。如果地球没有倾斜,我们可能会注意到由于轨道偏心造成的轻微季节变化(就像冥王星一样)。 \ endgroup美元
    - - - - - -jamesqf
    2017年4月8日4:51
  • 3.
    \ begingroup美元 @bmende人们通常没有意识到夏天和冬天不是全球现象,当南美洲大部分地区是冬天的时候,北美就是夏天。在北方的冬天(一月份),地球实际上离太阳更近。 \ endgroup美元
    - - - - - -约翰
    2017年4月8日14:15

2答案2

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\ begingroup美元

极地地区比赤道地区更冷,原因很简单——几何。

更具体地说,它是由太阳光线射向地球表面的角度更大引起的。越往北走,地球的(大部分)球形表面就会从太阳光线的方向向后弯曲,同样数量的光子就会分布在更大的区域上。

更重要的是,越靠近两极,已经减弱的阳光就必须穿过更多的地球大气层,所以阳光就会更多分散,因此到达地面的就更少了。

这里有一张图片(谢谢,Pont)来显示两者的区别:不同纬度的日照
来源:维基共享.许可:CC BY-SA 3.0

太阳的角度对气候差异的影响比地球到太阳距离的适度变化更重要,因为太阳的角度使大气保持温暖温室效应.直接的光线并不重要:空气对构成太阳光谱大部分的可见光或多或少是透明的。相反,地面吸收了这些光,并将其重新辐射为红外和微波辐射。这种波长较长的辐射会被大气吸收,但如果地面因为吸收较少的阳光而没有辐射那么多的红外,那么它上面的大气就不会受到那么多的温暖。

当然,如果地球的轨道更加偏心,那么到太阳距离的变化对气候变化的影响就会更大。但事实并非如此。

即使地轴不倾斜,这种情况也会发生。极地地区仍然寒冷,赤道地区仍然炎热。事实上,差别会更大,因为混合变少了。

下图显示了地球从太阳接收到的能量发生了什么变化:

地球的能量预算来源:美国国家航空航天局

这显示了整个地球的平均值。当你接近两极时,“被云层和大气反射”的百分比上升,而单位面积“被表面吸收”的总能量下降。由于冰具有很高的反照率,这通过“表面反射”的百分比得到加强。

\ endgroup美元
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  • \ begingroup美元 所以这是否意味着如果我把一个球放在室外的阳光下,赤道线会比极地地区要暖和得多?这当然不会发生。 \ endgroup美元
    - - - - - -bmende
    2017年4月11日20:10
  • 3.
    \ begingroup美元 @bmende取决于球的大小和它的内部能量预算。我们在这里讨论的热量是通过辐射传递的,答案中很好地解释了一切,并遵循最基本的几何规则。 \ endgroup美元
    - - - - - -user2821
    2017年4月14日8:20
  • 4
    \ begingroup美元 @bmende:如果你把球放在真空中,这样它就不会被对流加热,并且用绝缘材料制成,这就很明显了。为什么不试试呢?或者只是比较一些常见的东西——比如一张椅背平放的躺椅,和一张椅背倾斜垂直于太阳的躺椅。 \ endgroup美元
    - - - - - -jamesqf
    2017年4月14日18:24
  • 2
    \ begingroup美元 @bmende:不,我是说如果你在真空中做实验,用一个好的隔热体做球,你就会消除对流和传导的影响,所以只看到辐射效应。至于你所说的地球不弯曲,抱歉,但我已经嗨到亲眼看到了。 \ endgroup美元
    - - - - - -jamesqf
    2017年4月15日19:10
  • 1
    \ begingroup美元 @user7733在图片下面有一个明显的NASA网站链接。如果你不喜欢,就跟他们提出来。 \ endgroup美元
    - - - - - -斯宾塞
    2017年4月17日14:12
4
\ begingroup美元

主要原因不是地球到太阳的距离。主要原因是地轴是倾斜的。例如,北极圈在冬天有24小时的黑暗,而在夏天有24小时的阳光。

如果你去赤道的另一边,你会注意到季节似乎互换了——南半球的冬天比夏天更温暖。

看看每天有多少阳光——你会注意到,在夏天,北半球的阳光时间比冬天多。南半球的情况正好相反。

\ endgroup美元
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  • 4
    \ begingroup美元 事实上,如果地轴没有倾斜,极地地区仍然会很冷,而赤道地区仍然会很热——事实上,这种差异会更大,因为混合的情况会更少。 \ endgroup美元
    - - - - - -斯宾塞
    2017年4月8日1:54
  • 1
    \ begingroup美元 @Bmende在南极的夏天也有午夜太阳。此外,澳大利亚和南非12月的白天比6月长。 \ endgroup美元
    - - - - - -user2821
    2017年4月8日2:39
  • 1
    \ begingroup美元 @bmende——v = BgZa9oZDN5g youtube.com/watch ? \ endgroup美元
    - - - - - -大卫Hammen
    2017年4月8日13:56
  • 2
    \ begingroup美元 @bmende -那些是黄昏射线。找时间出去走走;你随处可见。我有一种清晰的印象,你确实是一个扁平的地球人。如果是这样,那就有点可悲了。 \ endgroup美元
    - - - - - -大卫Hammen
    2017年4月8日18:04
  • 3.
    \ begingroup美元 @bmende这真的取决于你在哪里暂停。你可以把它停在两腿之间,你可以清楚地看到太阳。太阳的实心角度相当小,所以太阳被相机腿遮挡的事实并不会让视频失去可信度。 \ endgroup美元
    - - - - - -BarocliniCplusplus
    2017年4月8日19:03

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