03.05 为什么昼夜长短总在变化?

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昼夜长短是白天和黑夜长短,换一句话说就是有没有太阳。

昼夜之间的变化是由于地球绕其轴心自转引起的。如果地球没有像以前那样自转,则昼/夜周期将非常不同,甚至可能不存在。日夜变化的时间长短取决于您在地球上的位置和一年中的时间。另外,白天的时间受地球轴的倾斜及其绕太阳的路径的影响。

旋转长度

太阳日是24小时,是地球精确旋转一周所需的时间,因此第二天太阳出现在天空的同一位置。但是,地球也在绕太阳移动,这种移动使测量日期变得有些复杂。地球自转的实际时间要短一点-大约23小时56分钟。天文学家通过观察一颗恒星第二天出现在天空中同一地方所花费的时间来发现这一点,并将其称为恒星天。

越来越短的日子

尽管太阳日为24小时,但并非每天都有12个小时的白天和12个小时的夜晚。冬天的白天比夏天的白天短。这是因为地球的虚轴不是上下直线,而是倾斜23.5度。一年中,随着地球绕太阳运动,夏季,地球的北半部向太阳倾斜,因此白天比黑夜更长。在冬天,情况相反。地球远离太阳倾斜,夜晚变得更长。在春季和秋季,倾斜度既不是朝向太阳也不是远离太阳,而是介于两者之间,因此在一年中的这些时候,白天和夜晚的倾斜度都相同。


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根据高中地理的知识,昼夜长短主要受地球自转和公转的影响。因此想理解昼夜长短规律主要需要理解地球自转和公转的规律。

如果你稍加留心,就会发现每天白天和夜晚的长度都是变化的——夏天昼长夜短,冬天昼短夜长,而在春秋季,昼夜长短差不多等长。这种现象究竟是怎么形成的呢?

要想得到这个答案,还得从昼夜的形成原因说起。地球是太阳系中的一颗行星,它环绕太阳运动,约365天公转一周。而在它公转的同时,它还像一个陀螺一样在自转运动。正是这种自转产生了昼夜更替——当太阳照射地球的一边时,这边为白天,而反面为黑夜。反之,当地球转到另一边时,这边就成了黑夜,而反面成为白天。

如果从远离地球的地方看地球,会发现黑的一面和亮的一面具有相等的面积,地球自转也是基本均匀的,那为什么我们会感觉昼夜长短发生变化呢?原来地球自转的赤道面并不是和公转平面(黄道面)重合的,而是呈一个夹角,大约是23.5°。这就意味着,在地球环绕太阳公转时,即使同一地点不同时间受太阳照射的角度也不相同!

当地球运动到6月,太阳直射到地球北半球的时候,会发现北半球亮的一面比黑的一面大,也就是白昼时间长于黑夜,这就是我们所在的北半球的夏季。反之,当地球运行到12月,太阳直射到南半球时,会发现北半球黑的面积比亮的面积大,也就是黑夜长于白昼,这就是北半球的冬季。而在9月和3月,地球自转轴和太阳光垂直,北半球和南半球的黑夜和白昼长短就都一样了。

这样看来,地球的公转和自转造就了四季,也造就了寒带、温带、热带等不同气候带。那么地球上有没有昼夜长短不发生变化的地方呢?有!在赤道上,白天和黑夜的长度就是永远相等的。而越往南北极靠近,昼夜长短的变化就越剧烈,到了南北极点,就会出现半年白天、半年黑夜的情况。在中国,海南岛的人们就不容易体会到日夜长短的变化,而在黑龙江漠河、新疆阿勒泰的人们,就知道夏天的白天比冬天长很多。




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因为地球在围绕太阳进行公转,太阳直射点位置会随着四季来回变化,在太阳直射的地方昼夜平分,其余时候昼夜是随着直射点而变化的


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