12月22日,迎来了2023年的冬至。这一天阴寒至极,有可能伴随着寒潮来袭,并且黑夜最为漫长,白昼最为短暂。虽然冬至这一天是“至阴”时刻,天寒地冻,但事实上,地球目前即将运行到近日点附近,地球比夏至的时候更靠近太阳490万公里。既然地球现在距离太阳几乎最近,但为什么冬天还会这么冷呢?
首先,12月是寒冬其实是对于北半球而言。而在南半球,此时正处于炎热的夏天,与北半球的季节刚好相反。同样地,在北半球夏至时,南半球则是处于寒冷的冬季。由此可见,地球上的季节更替并不是由日地距离决定的。无论地球靠近还是远离太阳,似乎没有对地球季节造成影响。
地球以大约每秒29.8公里的速度绕着太阳公转,但公转轨道并非一个完美的圆形,而是一个椭圆形。地球每年在1月初转动到近日点,此时日地距离最短,大约为1.47亿公里。而在7月初,地球转动到远日点,此时日地距离最长,可达1.52亿公里。
因此,在每年夏至时,地球接近于远日点,在冬至接近于近日点。在2023年夏至,日地距离约为1.52亿公里。而在冬至,日地距离估计为1.471亿公里。由此可知,冬至与夏至的日地距离相差可达490万公里,这相当于地球与月球之间距离的12.9倍,其中可以并排放下384个地球,所以这个距离看起来还是很远的。
然而,这个距离差距相对于日地距离只有3.3%,这个变化其实是很小的。事实上,地球轨道偏心率仅为0.0167,还是比较接近于正圆的。地球在远日点和近日点时,接收到的太阳热量并没有明显差距,所以日地距离远近不是地球季节更替的原因。
引起地球季节变化的真正原因其实在于地球自转轴是倾斜的。如果地轴不倾斜,则在地球公转过程中,太阳直射赤道,南北半球接收到的太阳光辐射始终是差不多的,地球就不会有季节变化。