祝大家夏至快乐!2023 年的夏至是 6 月 21 日下午 2:58(UTC 时间)(或者,在更先进的时区,比如我写这篇文章的地方,是 6 月 22 日凌晨)。
根据你在哪里阅读这篇文章,这要么是你的(对于那些)或夏至(对于我们北方的读者来说)。
但什么是至日?它对我们的日常生活意味着什么?答案归根结底在于轨道——地球绕太阳旋转和摆动的方式。
季节:移动平台的结果
地球是一个移动平台,绕太阳公转一周仅需 365 多天。尽管地球的公转速度惊人(约每秒 30 公里),但我们却感觉不到地球的运动。相反,我们感觉太阳一年四季都在移动。
想象一下,你可以移除地球大气层,让背景恒星与太阳同时出现。这些恒星距离地球非常遥远,每 23 小时 56 分 4 秒升起和落下一次——这是地球真正的自转周期。
然而,太阳大约每 24 小时升起和落下一次——这使得““比地球真正的自转周期长3分56秒。
这种差异是太阳相对于背景恒星的视运动造成的。从我们想象的没有空气的地球上,我们可以看到太阳逐渐滑过黄道星座,一年内绕天空一圈。
但事情要稍微复杂一些。你看,我们的移动平台翻倒了,侧倾了大约 23.5 度。
随着地球绕太阳公转,地球的半球会交替向恒星倾斜,然后又向外倾斜。这就是季节的形成原因。
当你的半球向太阳倾斜时,你会有夏天——白天很长,正午的太阳高挂天空。六个月后,当你的半球向太阳倾斜时,你会有— 正午的太阳低垂,白天变短,空气中弥漫着寒意。
在这两个极端之间,太阳逐渐向南北漂移。在极端情况下,太阳位于赤道以北 23.5°(北半球盛夏)或南半球盛夏以南 23.5°(南半球盛夏)。
总的来说,太阳的运动使它处于相距约 47° 的两个极端之间。冬季太阳在天空中的位置较低,夏季太阳在天空中的位置较高。
那么至日是什么?
两个至日是太阳位于天空最北位置(也就是我们今天所见的位置)或最南位置的点。
当太阳位于天空最北端时,从南半球来看,中午时分太阳在天空中的位置最低。这也意味着一年中白天最短。
对于北半球来说,情况正好相反——正午的太阳高挂在天空,是一年中白昼时间最长的时期。
六个月后,也就是今年的 12 月 22 日,我们将迎来另一个夏至——太阳位于天空最南端的点。届时,南半球的白天将达到最长,而北半球的白天将达到最短。
很容易就能知道您所在地的日出和日落时间。如今,许多网站都提供此类信息——例如,这里有所有的信息我的家乡是昆士兰州东南部的图文巴。
定义季节:气候还是宇宙学?
对于天文学家和世界各地的许多人来说,今天是季节的变换。在南半球,这是冬季的第一天。在北半球,这是夏季的第一天。
奇怪的是,至日也被称为仲夏日和仲冬日——这导致了一种奇怪的想法,即冬天是从仲冬开始的!
根据天文学对季节的定义,夏季从仲夏到秋分(太阳穿过赤道)。秋季从秋分到仲冬。冬季从仲冬到春分,春季从春分到仲夏。
然而,在澳大利亚,大多数人都熟悉从三月、六月、九月和十二月的第一天开始的季节。
原因在于我们的气候如何变化。在一个简单的宇宙中,人们会认为最长的一天是最热的(太阳加热地球的时间最长),最短的一天是最冷的(黑暗时间最长,物体冷却下来的时间最长)。
然而,事情要复杂得多。大气、地面,尤其是海洋,需要很长时间才能升温并冷却。结果呢?许多地方(但不是全部地方!)一年中最热的时候是在仲夏后的几周。
虽然白天越来越短,但海洋、地面和空气继续变暖。同样,冬季最冷的时间通常是仲冬后的几周。
我们对夏天的概念(而非天文学家的定义)就是以此为基础建立的。我们认为仲夏是一年中最热的时候,仲冬是最冷的时候。
总有另一个秘密
在我离开之前,请大家尽情享受一年中剩下的最短(或最长)的白昼,关于四季,还有一个大多数人并不了解的有趣事实。我们想象四季的长度是相等的——一年有 12 个月,每个季节有三个月。
但我们忘记了。并不是所有月份都一样。有些月份比其他月份短(可怜的二月)。
看一下日历,把每个天文季节的天数加起来,你会发现一些令人惊讶的事情。
南半球的夏季(北半球的冬季)从 12 月 22 日持续到 3 月 21 日,只有 89 天。相比之下,南半球的冬季(北半球的夏季)则长达近 94 天!
南方的秋季(3月至6月)长达93天左右,而北方的秋季(9月至12月)仅有90天。
这些变化背后的原因,再次强调,都是地球轨道造成的。当我们绕太阳旋转时,我们与恒星的距离会略有变化。
有时,我们距离恒星较近,地球在轨道上运转得更快。有时,我们距离恒星较远,运转得较慢。
再过几周,也就是 7 月 7 日,地球将到达距离太阳最远的点,天文学家称之为“远日点”。到那天,我们距离恒星将超过 1.52 亿公里。
六个月后,即 2024 年 1 月 3 日,我们将到达距离太阳最近的“近日点”,距离太阳刚好超过 1.47 亿公里。
这确实凸显了天文学的魅力之一。简而言之,总有另一个秘密——你对某事的研究越深入,你就会发现越美丽的复杂性。
那么,冬天又要过去 93 天了!