地球是如何討好太陽的？關於地日關係的基礎科普 - 今天頭條

當地球在近日點時，由於地軸的傾斜方向將南半球暴露在太陽光下，南半球會有一個炎熱的夏天，而受陽光照射較少的北半球會擁有一個溫暖的冬天；而在遠日點時 ... 首頁 時光河 地球是如何討好太陽的？關於地日關係的基礎科普，看這1篇就夠了 2020-10-02  時光河 原標題：地球是如何討好太陽的？關於地日關係的基礎科普，看這1篇就夠了 這是一個關係決定一切的世界，因為沒有什麼能獨立存在於世。

即便冷漠如宇宙，也有一個又一個關係圈。

它們是如此和諧地結合在一起，成為一種宇宙秩序。

而地球，之所以能春意盎然、生機勃勃，也全因為它與太陽的關係處得不錯，不然也只能落得如金星、火星一般下場。

太陽系內，被群星羨慕的地日關係，遠非地球繞太陽轉圈那麼簡單。

實際上，地球也從未圍繞太陽轉過一次完整的圈。

地日之間錯綜複雜的關係，真可謂一言難盡！我們所謂的一年，可能只是個假象，你相信嗎？不變的北極星其實一直在變，還是三班倒！地球除了公轉，地軌還會繞太陽轉，別不信？至於，什麼地軸進動、地軌偏心率、冰河世紀的成因……處處都體現著地球的小心思。

何為一年？ 地球圍繞太陽旋轉一圈即為一年，這是現在小朋友都知道的常識。

那怎麼才叫旋轉一圈? 一圈總得首尾相接吧，即轉一圈後回到出發的起點，但以太陽為參照物，地球圍繞太陽旋轉一圈後，從未回到過它之前的出發點。

因為太陽系裡的所有行星，都會像水星那樣發生近日點進動，只是水星最明顯，進動速率達到了每年56角秒，而地球的近日點進動的速率只為每年11角秒。

進動會導致公轉軌道的變化，雖然細微，但地球確實從來沒回到過原來的位置，所以從未跑過一個完整的圈。

那我們是如何確定一年開始與結束的呢？ 我們心中的年都是「回歸年」（tropicalyear）。

現在，我們對年最直觀的感知，除了生日吹蠟燭，闔家團圓過春節，就是春夏秋冬的周而復始。

那我們是如何確定四季？確定一年的時間呢？ 最簡單的方法，就是觀測太陽的「日行跡」。

日行跡就是一年中太陽每日正午（太陽直射點）在天空留下的位置變化。

如果你喜歡拍照，每天中午當太陽雄赳赳氣昂昂地傲立蒼穹之時，捕捉下它光輝偉岸的身姿，並記錄下來，你會發現太陽在天空最終形成一個8字形的路徑，即日行跡。

它形成的根本原因，就是地球自轉軸的傾斜。

為了測量的方便，我們一般以8字形中間交叉點為起始點與終點。

這個點對應著天文學上的「二分點」，即地球赤道與黃道交叉的兩個點。

當太陽在這個點時，地軸的傾斜方向恰好側對太陽，所以晝夜時長相等，也就是我們日常說的春分與秋分。

所以，回歸年就是指太陽連續兩次通過春分點的時間間隔，也就是我們日常感知的年。

而當太陽位於日行跡的最高點和最低點時，地球在其軌道上最大程度地向太陽傾斜或背離太陽傾斜，就形成了全年中白天最長的夏至與白天最短的冬至。

以此方式測出的一年為365.24219天，即365天5小時48分46秒。

這個值是121個回歸年的平均值，因為每個回歸年的時間長短並不相等。

而真實的地球年應該是「恆星年」（Siderealyear）。

在地球上，以太陽與某一顆遙遠恆星在同一位置時算作起點，當太陽再次回到這個位置時即為一個恆星年。

但問題是當太陽當空時都是白天，我們如何與背景的星星作對比呢？ 古人的辦法是在夜晝交替的黎明，乘著天還沒完全亮時仰望天空，觀測升起來的星星。

首先，一兩周時間裡，我們就會發現星星們整體向上偏移，其次，星星們的位置變化與星相變化會具有非常明顯的周期性。

比如，在北半球，你永遠無法在七月的天空中看到獵戶座，但到了八月，你就能很容易觀測到它了。

用這種方法測出的一年為365.25636，即365天6小時9分鐘10秒。

恆星年才是地球公轉的真正周期。

為什麼兩個年測出來的時間不一樣？ 兩個年之所以會有差異，是因為兩種計量系統的不同。

回歸年是以太陽光的直射地球的周期變化來計算的，而恆星年是以地球實際的運動軌跡來算的。

由於地軸運動的原因，地球公轉一周不等於太陽直射點緯度變化的一周。

所以，一般恆星年應用於天文，回歸年應用於曆法。

它們之間的時間差，稱為歲差。

以天文學角度來說，地球在太陽與月球引力的共同影響下，地軸會緩緩地轉動，就像一個要慢下來的陀螺，自轉的同時，其軸也在轉動，這就是地軸的進動真相。

結果就會造成二分點每年以50.266角秒（約0.014°）的角度西移（退行），這導致恆星年比回歸年要長20分24秒。

地軸在天空勾勒出一個圓形軌跡，周期大約是26000年，天文學上把這個周期稱為大年或柏拉圖年。

這除了造成歲差，還會導致我們常認為不變的「北極星」以26000年的周期變化著。

比如，目前的北極星是勾陳一，而5000年前的北極星其實是天龍座的一顆恆星，12000年前北極星則是明亮的織女星。

也就是說14000年後，織女星將再次成為北極星。

另外，地球除了地軸傾角漸進周期性變化，軌道也在周期性變化，它們共同造就了地球上的季節變化。

季節變化的主因是地軸傾角，但軌道變化也出了一份力。

雖然地軸的傾斜是季節更替的主要原因，但地球橢圓形軌道帶來的地日距離的變化，也對一年氣溫的變化帶來了影響。

地軸與軌道之間的完美組合，才有了如今人類聚集地北半球的舒適氣候。

當地球在近日點時，由於地軸的傾斜方向將南半球暴露在太陽光下，南半球會有一個炎熱的夏天，而受陽光照射較少的北半球會擁有一個溫暖的冬天；而在遠日點時，南半球又由於缺少陽光照射進入寒冷的冬天，而北半球大量暴露在太陽光下，但因為遠，反而擁有更涼爽的夏天。

只有當地球在二分點附近時，由於地軸未向太陽傾斜，南北半球的季節差異才會大致相同。

總體來說，北半球比南半球更舒適一點。

另外，由於其它行星的引力作用，地球的橢圓軌道也會慢慢地繞太陽旋轉，以遙遠的恆星群為參照物，每過11萬2千年的時間，地球的橢圓軌道將會繞太陽旋轉一周。

所以，以大視野來看，地球的軌道近似一個花瓣形。

綜合考慮地軸轉動和花瓣形軌跡，在軌道旋轉周期內，夏至點兩次出現在最遠日點位置（最冷的夏天）大約會有5次，其時間間隔約為21000年。

在這段周期內，近日點和遠日點到來的日期每年都會提前一點，平均每過58年，就會提前一天。

地球的軌道也並不是恆定不變的橢圓 在天文學上，地球軌道的扁圓程度是用「軌道偏心率」來衡量的。

簡單來說，幾千年來地球的軌道一直在忽扁忽圓地變化著（雖然偏心率只有0.0167），原因當然是各種複雜的行星之間的引力作用，尤其是木星和土星兩位老大哥。

地軌偏心率的循環周期大約為10萬年。

儘管地軌偏心率在變，但橢圓軌道的半長軸始終未變。

因此，一個恆星年的時間長度一直是恆定的。

當地球在軌道上運行時，季節的持續時間取決於地軌的偏心率。

當地軌偏心率非常大時，處於軌道遠日端的季節長度會更長。

除了軸向歲差，還存在轉軸傾角的問題 地球赤道面與黃道面存在一個夾角，這個夾角會一直在22.1°到24.5°之間，以41000年為周期變化。

目前夾角約為23°26′且正在減小。

這種夾角的變化與地球的冰河時期直接相關，上一次最大夾角出現在公元前8700年，下一次最小夾角將發生在公元11800年。

並且在地球公轉的過程中，其軌道也總會相對於當前軌道面上下浮動，循環周期大約為70000年。

如果把整個太陽系看成一個整體，以角動量守恆定義一個太陽系的「不變軌道面」，這個軌道面大致等同於木星的軌道面。

地球軌道面也會與這個軌道面形成一個夾角，其變化周期為10萬年，剛好與10萬年的冰川周期吻合。

總之，科學家普遍認為搖擺不定的地球軌道面，引起了太陽光入射角度變化，導致了地球上冰川期與間冰期的周期性變化。

這就是我們熟悉的地球與太陽之間那些不為人知的秘密。

或許在未來，我們還會發現它們之間更為深層次的關係。

文章來源:https://twgreatdaily.com/semB6HQBURTf-Dn5XQrV.html 用特殊方法改造金星大氣，使之成為宜居星球，這種想法靠譜嗎？ 2020-12-02 難道真的是巧合？霍金去世的這天，歷史上還發生了相似的事件！ 2020-11-04 蘇美爾文明的國王是巨人？種種證據表明巨人不是傳說 2020-10-15 太陽繞銀河系一圈需要多久？科學家以恐龍的生存歷史作比喻 2020-10-10 太陽熄滅的話，你以為陽光8分鐘後消失？其實可能需要幾十萬年！ 2020-10-09 太陽照亮了整個太陽系，為何太空溫度還是零下，看完你就明白了 2020-10-09 大西洋海底正在漏水，或致板塊墜進地幔，大西洋不斷縮小最終消失 2020-10-07 大發現！科學家觀測到土衛二製造巨型「雪炮」！極其耀眼！ 2020-10-06 大發現！科學家稱有了光回波我們就可以看到更遙遠的過去！ 2020-10-06 大發現！科學家發現火星湖泊很咸！以前可能適合人類居住！ 2020-10-06 大發現！磁場是地球的5000萬億倍！科學家意外發現磁星線索！ 2020-10-06 大發現！研究表明地核已經泄漏了25億年！人類到現在才知道！ 2020-10-06 地球還能活多久？人類又還能居住多長時間？這次給大家好好算一算 2020-10-04 地球還會出現冰河時代嗎？科學家認為存在這種可能性 2020-10-04 地球近地軌道有超過百萬顆小行星，人類未來將不再為資源發愁 2020-10-04 地球的宜居性是一個綜合彈性話題，主動權應該掌握在人類自己手上 2020-10-03 地球的天然衛星-月球，它的溫度到底是多少呢？ 2020-10-03 地球的大氣還有這種功能？科學家將地球製成望遠鏡，用以探索宇宙 2020-10-03 地球是如何討好太陽的？關於地日關係的基礎科普，看這1篇就夠了 2020-10-02 人類百年內能造出飛往其他星系的宇宙飛船嗎？ 2020-09-28 人類登月史上最大動作美國2024年登月能否成功 2020-09-28 人類文明誕生約6000年，為何只有近百年發展神速？原因值得深思！ 2020-09-27 人類文明確切發源地又變了！科學家：搖籃不是中東，是非洲東北部 2020-09-27 人類和宇宙被毀滅，我們真的該責備程心嗎？我們可能忽略了這一點 2020-09-26