地球的四季主要是由軌道傾角產(chǎn)生的,公轉(zhuǎn)軌道離心率不是沒(méi)有影響氣候,而是在短期內(nèi)影響非常微小,但可能積累出長(zhǎng)期的周期性影響。 軌道傾角的存在使得地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)時(shí),太陽(yáng)直射點(diǎn)在南回歸線和北回歸線之間周期性地變化,其周期為一個(gè)回歸年,時(shí)長(zhǎng)為365.24219個(gè)平太陽(yáng)日,即365天5小時(shí)48分45秒。地球上不同緯度地區(qū)晝夜長(zhǎng)短和太陽(yáng)高度角隨之變化,進(jìn)而使得這些地區(qū)一日之內(nèi)接受到的太陽(yáng)輻射總量發(fā)生變化,導(dǎo)致季節(jié)變化。 地球公轉(zhuǎn)軌道雖然不是絕對(duì)的圓,但離心率很小。目前地球公轉(zhuǎn)離心率大約為0.0167,遠(yuǎn)日點(diǎn)152100000公里(1.01673天文單位),近日點(diǎn)147095000公里(0.9832687天文單位)。2012年國(guó)際天文學(xué)會(huì)在北京舉行的全體會(huì)議上把天文單位(AU)固定為149597870700米。 由于行星間的引力作用,離心率經(jīng)過(guò)一段時(shí)間會(huì)在接近0到約0.05之間改變。 目前地球的近日點(diǎn)和遠(yuǎn)日點(diǎn)出現(xiàn)的時(shí)間分別在每年的1月3日和7月4日左右。 由于進(jìn)動(dòng)及離心率的變化,這兩個(gè)日期也會(huì)隨時(shí)間發(fā)生周期性變化。 地球和太陽(yáng)距離的變化,造成地球從遠(yuǎn)日點(diǎn)運(yùn)行到近日點(diǎn)時(shí),獲得的太陽(yáng)能量增加了6.9%,因?yàn)槟习肭蚩傇诿磕晗嗤臅r(shí)間接近近日點(diǎn)時(shí)朝向太陽(yáng),因此一年之中南半球接受的太陽(yáng)能量比北半球稍多一些,但這種影響遠(yuǎn)小于軌道傾角對(duì)總能量變化的影響,多接收的能量大部分都被南半球占有很高比例的海水吸收掉了,對(duì)季節(jié)性氣候的影響非常微小。 從更長(zhǎng)的周期來(lái)看,地球公轉(zhuǎn)離心率將會(huì)對(duì)地球氣候產(chǎn)生明顯影響。 因?yàn)榧竟?jié)的長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)于地球在軌道上經(jīng)過(guò)四季分點(diǎn)與至點(diǎn)間所掃掠過(guò)的面積,所以軌道離心率的極值在遠(yuǎn)心點(diǎn)上的時(shí)間會(huì)比在近心點(diǎn)上要長(zhǎng)。北半球在秋季與冬季位于近日點(diǎn)附近,根據(jù)開普勒定律,地球公轉(zhuǎn)速度最快,因此冬季和秋季比春季和夏季短。軸向進(jìn)動(dòng)會(huì)緩慢的改變四季分點(diǎn)與至點(diǎn)在軌道上的位置,在未來(lái)一萬(wàn)年,北半球的冬季會(huì)逐漸變長(zhǎng),而夏季會(huì)變得短些,最終因?yàn)槟媳卑肭颢@得的總能量差異的積累,有可能引發(fā)下一次的冰河期。 |
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