冬至是日照时间最短的一天,但为什么不是最冷的一天?

冬至为12月22日也就是昨天,冬至日是北半球一年中日照时间最短的日子,但却不是最冷的日子。在民间有节气的歌谣数九歌:

一九、二九不出手;

三九、四九冰上走;

五九、六九河边看杨柳;

七九河开,八九雁来;

九九加一九,耕牛遍地走。

最冷的日子应该是在三九左右,冬至日是一九的第一天,因此不是最冷的日子。地球绕着太阳公转才有四季轮回,大家都知道地球距离太阳越近就越热,距离太阳越远就越冷,但一年四季的产生却并不是这个原因。地球的公转轨道是椭圆形,每年的1月初到达近日点,北半球是冬天,每年的七月初地球到达远日点,北半球是夏天,地球距离太阳平均是1.5亿公里,近日点和远日点之间的差别大约是500万公里。这个距离对于地球接收太阳的辐射能影响并不是很明显。

最主要的影响还是太阳的光线的辐射角度,在地理上有这样一个概念被称为太阳直射点或者高度角,就是地心-日心连线和地球表面相交的地方。在太阳直射点上地球接收到的太阳辐射更加密集能量更多,因此一般太阳直射点所在的位置地球温度就比较高,一般都是夏季。

在解释两个名词:黄道面和赤道面。

八大行星绕太阳公转都是在通过一个平面上下,这个平面就是黄道面。而赤道面指的是通过赤道和地轴垂直的平面。黄道面和赤道面之间是存在夹角的,也就是黄赤交角,大约为23°26'。因为黄赤道交角的存在,地球在绕太阳公转的时候,太阳直射点才会在南北回归线之间往返运动,如果黄到面和赤道面之间是重合的,那么太阳直射点就会永久性的照射在赤道上。地球上也就不存在四季变化,只会在赤道向两极温度逐级递减。

现在我们知道冬至日北半球是冬天,那么太阳直射点一定距离我们很远,就在南回归线上,今天已经开始从南回归线往回返,在3月21日的时候会到达赤道上。在冬至日是北半球一年中昼最短夜最长的日子,也就是光照最短,北极圈内出现极夜,南极圈内出现极昼。

但是地球温度的变化都是相对于太阳直射点运动有滞后行的,虽然过了冬至日太阳直射点从南回归线向北移动,理论上来讲北半球接收到的辐射能会增加,但是效果并不明显,地球依然在继续失去热量,只是失去的热量的幅度在减小,直到三九、四九的时候不再继续失热,地球开始接收到太阳更多的辐射能,数九结束后春天也就来临了。

举一个简单易于理解的例子,有一个水桶装满水,桶上有一个小洞在放水,速度为4。冬至日过去了,意味着往桶里填水,速度最开始为1,并且可以逐渐增长,虽然在填水但总体来看水的总量再减少。但是随着太阳直射点向北移动,填水的速度增加直到变为4的时候,这个时候桶里的水不再变化了,这大约就是三九的时候,桶里的水最少。之后填水的速度变为5,桶里的水开始增长了,也就是过了三九四九地球开始升温了。

文/杜若,图片来源网络侵删。

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