为什么夏天热,冬天冷(四季形成的原因)

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为什么夏天热,冬天冷?

春天花红柳绿,夏天绿树成荫,秋天花落飘零,冬天寒风凛冽、白雪皑皑。每个季节都有着不一样的风景,可你知道这是为什么吗?

这是由于地球运动形成的。地球在围绕太阳不停地公转的同时,也在绕自身的地轴自转,不过地轴并不垂直于公转轨道面,而是有一个23°26′的倾角。正是因为这个倾角的存在,才会使太阳在地球表面的直射点在南、北回归线之间移动,从而形成春、夏、秋、冬四个季节。

地球在轨道上的位置有近日点、远日点之分。大约每年1月初过近日点,7月初过远日点。日地距离的远近对地球四季的变化并不重要,因为一年中日地距离最远是1.52亿千米,最近是1.47亿千米,这个变化使一年中全球得到太阳热能的极小值与极大值之间仅相差7%。而由于太阳直射点的变化,南北半球各自所得太阳的热能,最大可相差到57%。可见,太阳直射点的位置是决定地球四季变化的主要原因。此外,地球公转速度也有影响作用,地球过近日点时公转速度很快,过远日点时公转速度慢。

当太阳直射在北回归线时,北半球获得的太阳热量较多,且白昼比黑夜长,所以北半球气温处于一年中最高的时候,为夏季;而此时,太阳正斜射在南半球,南半球获得的太阳热量较少,且黑夜比白昼长,因此,南半球处于一年中最冷的季节——冬季。当地球绕太阳再公转半圈时,太阳的直射点由北回归线移向南回归线,北半球获得的太阳热量逐渐减少,由夏季进入秋季,进而转入冬季;而南半球却正好相反,由冬季进入春季,进而过渡到夏季。不过,地球绕太阳公转的轨道并不是一个标准的正圆,因此南半球的夏天要稍稍比北半球的夏天热,而冬天则要比北半球的冷些。

地球上还分有热带、寒带和温带。热带地区只有雨季和旱季,而寒带地区一年四季都是冰天雪地,只有温带地区才有明显的春、夏、秋、冬四个季节变化。四季是这样划分的:在北半球的温带地区,依地球的公转,以日照时间最长的6月为中心,分为春、夏,以日照时间最短的12月为中心,分为秋、冬,以此为一个周期。

四季的变化给地球带来了丰富的气候资源。气候资源是自然资源中影响农业生产的最重要的组成部分之一,它提供的光、热、水、空气等能量和物质,对农业生产类型、种植制度、布局结构、生产潜力、发展远景,以及农、林、牧产品的数量、质量和分布都起着决定性作用。我们都知道,光照是绿色植物生活的必要条件。只有在太阳光的照射下,绿色植物才能进行光合作用,把无机物合成为有机物。有些喜光植物需要充足的阳光才能生长得好,如油松、马尾松、侧柏等;有些喜阴的植物只需要少量的阳光就能生长得好,如冷杉、金鸡纳等。就连动物也因对光照需要量的不同,有了日行动物和夜行动物之分别。

热量是决定植物分布的重要因素。从赤道到两极,热量分布的有规律变化,为地面上各种植物带的有规律变化奠定了基础;同理,高山地区植物的垂直带分布现象,也是从山麓到山顶热量分布不均匀的反映。绿色植物光合作用的效率,与热量的关系更为密切,光合作用最适宜的温度是20℃~30℃,其下限温度为0℃~5℃。这对规划作物布局、安排农事活动等都有重要的指导意义。一个地区热量的累积值不仅决定该地区作物的熟制,还决定着农作物的分布和产量。例如,黑龙江是我国最北的省份,有丰富的土地资源,但夏季热量资源不足,使我国这个最大的商品粮基地的粮食产量很不稳定。从1980年开始,该省气象局进行了全省的农业气候区划,从北到南分出五个由少到多的热量带,又对当地玉米、小麦、大豆等主要农作物的42个品种进行了需热量鉴定,指导农民按当地热量带种植相应作物和相应品种,使气候资源物尽其用,发挥出了粮食种植大省的优势。

农业生产受季节降水的影响也是显而易见的。在现代社会,虽然人类战胜自然的能力有了很大的提高,但以露天作业为主的农业仍然要“靠天吃饭”,这个“天”既是阳光,也是雨露。我们都知道,植物体内含水量很高,一般在80%左右,蔬菜和块茎作物更高达90%~95%。因而,大气降水的多少和时间分配,对农作物的生长和产量关系极大:春雨充足,保证冬小麦需水关键期的用水,能获得丰收;伏雨充足,为适时播种和冬前生长提供了有利条件。总之,水分是农业生产所必需的条件之一。

我国所处的海陆位置,导致了我国大部分地区是典型的季风气候,降水主要靠夏季风输送,因而季风的强弱进退,必然会对全年的气候产生巨大的影响。例如,1959年的夏季,来自太平洋的暖湿季风势力强盛,它的前锋雨带反常地迅速北上,导致长江流域大旱。而1998年与之相反,使长江流域出现了百年不遇的大水。可见,季风“调”,则雨水“顺”,风调雨顺的说法是合乎科学道理的。

气候变化也会对人体健康产生各种影响,甚至引起疾病,例如中暑、冻伤、感冒以及慢性支气管炎、关节病、心脑血管病等。此外,高山反应、空调病、风扇病等也与气候有关。为了满足广大居民防病治病、健康长寿、提高生活质量的需要,现在北京、上海、南京等城市的气象部门开展了人体舒适度、中暑指数、心脑血管病、胃肠道传染病,以及紫外线强度、花粉浓度等医学气象预报。但是另一方面,恰当利用气候条件也能起到防病治病的作用,如利用气候条件作为锻炼身体的手段,登山、冬泳、滑冰、滑雪等,以增强体质。气候疗养,如沙疗、日光浴、空气浴、冷水浴等防病治病的方式已被越来越多的人接受。天气预报中诸如穿衣指数、登山指数等内容,对人们合理利用气候资源,防病健身起到了指导作用。经常晒太阳,保持居室内有较好的日照,不仅可以杀灭病菌、减少疾病,还有助于钙等微量元素的吸收,并提高体质。所以,在进行城镇规划和建筑设计时,就要充分考虑如何充分利用光照资源的问题。

知识链接:四季形成的原因

地球并不是”竖直”的,地球是倾斜的。倾斜的地轴是造成四季的主要原因之一。地球绕着地轴自转,地轴与垂直于轨道平面的直线的夹角为23.5度。与此同时,地球绕太阳公转,且地轴永远指向宇宙的同一方向。地轴倾角、自转与公转的共同作用,导致了一年中同一地区的白昼时长随着时间推进而不断变化。夏天白昼较长,冬天白昼较短。所以,当阳光照射在地球上,地球变暖。日落后,地球开始降温。所以,夏天时,所有在北纬40度左右的地区,例如哈特福特市(美国康涅狄格州首府),每天会有十五小时白昼,以及九小时黑夜。加热时间长于冷却时间,同种情形,日积月累,导致整体效应为升温。

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