冬越来越深,太阳升起的方向也会变吗?丨Calling太空

编者按:"浩瀚的空天还有许多未知的奥秘有待探索" , 为此 , 中科院之声与中国科学院国家空间科学中心联合开设“Calling太空”科普专栏 , 为大家讲述有趣的故事 , 介绍一些与空间科学和航天相关的知识 。
【冬越来越深,太阳升起的方向也会变吗?丨Calling太空】“太阳打西边出来了”几乎每个中国人都听到过 , 也明白是什么意思——在地球上 , 太阳“永远”是东升西落的 , 如果看到太阳从西边的地平线升起 , 说明发生了不可思议的怪事 。但是 , 实际上真的是这样吗?如果我说 , 随着季节的更替 , 太阳升起的东南西北方向 , 也在改变呢?
现在大家都很熟悉 , 太阳之所以“东升西落” , 是因为我们居住的地球 , 在宇宙当中自西向东自转 。对下图中地球上的人来说 , 我们就是先从比自己更靠东的方向看到太阳 , 随后太阳移动到自己头顶 , 最后太阳从比自己更靠西的方向离开视线 , 故而“东升西落” 。

冬越来越深,太阳升起的方向也会变吗?丨Calling太空
文章图片

文章图片

(图片来自网络)
但是 , 地球的自转相对于绕着太阳的公转平面来说 , 自转的轴是倾斜的 。地轴相对于公转平面倾斜的角度是66°34′ 。太阳距离地球非常远 , 太阳光照到地球时 , 相当于平行光 , 它直接照射在地球的位置就跟随着季节变化的倾斜“姿势”有关:
如果阳光从倾斜轴的侧面而来 , 就会直射地球的中间部分 , 也就是赤道——印度尼西亚、新加坡就在赤道附近 , 一年四季都非常炎热 。一年当中 , 春分(3月21日)、秋分(9月23日)前后 , 太阳光就直射赤道 。
如果倾斜的地球的北极朝向太阳 , 此时阳光直射的是北纬23°26′的纬线上 , 称为北回归线 , 回归的意思是阳光明年还会来这里 。咱们中国的台湾就处在北回归线上 。因此 , 中国大部分地区都在北回归线以北 。并且 , 阳光可以把北极的另一侧、北纬66°34′以北全部照亮 , 北纬66°34′的纬线称为北极圈 。一年当中 , 夏至(6月22日)前后 , 太阳光直射北回归线 , 并照亮北极圈中的北极地区 , 这里一天到头都是白天 , 称为极昼 。与之相对的 , 南纬66°34′的纬线称为南极圈 , 在夏至的时候 , 整个南极圈中的南极地区整天都照不到阳光 , 称为极夜 。

冬越来越深,太阳升起的方向也会变吗?丨Calling太空
文章图片

文章图片

倾斜的地球与平行的太阳光(图片来自网络)
如果地球绕着太阳转过半个圈去 , 倾斜的地球的南极朝向太阳 , 阳光直射的是南纬23°26′的纬线上 , 称为南回归线 。和上边的原理相似 , 一年当中 , 冬至(12月22日)前后 , 太阳光直射南回归线 , 南极出现极昼、北极出现极夜 。
1985年以前 , 地球表面的回归线的唯一标志是我国台湾省嘉义县的“北回归线标”石碑 , 它表明北回归线从那里经过 。1985年7月15日 , 我国在广东省从化县又建立了一座高达27.55米的北回归线标志塔 , 塔身呈火箭形 , 东、西、南、北各有拱门 , 塔底正中铺有大理石 , 以红色玛瑙嵌入中圆点 , 以示太阳直射位置 。1997年竣工的位于广西桂平市的北回归线标志公园 , 也是一处北回归线的标识 。

冬越来越深,太阳升起的方向也会变吗?丨Calling太空
文章图片

文章图片

广西桂平市的北回归线标志公园(图片来自网络)