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一、黄赤交角的产生
地球运动有自转与公转两种形式。自转轴称为地轴,地轴通过地球表面的两点叫两极,对着北极星的一极叫北极。自转产生的平面叫赤道平面,与地轴垂直。地球在公转过程中,无论公转到哪个位置,地轴北极总是指向北极星。地球自转产生的平面叫赤道平面,公转产生的平面叫黄道平面,黄道面与赤道面不相平行、不相重合,而构成一个23o26′的夹角,这个夹角就叫黄赤交角。黄赤交角值以40000年为周期变化于22o和24.5o之间,目前每128年减小1o。1976年国际天文学联合会第十六次大会上通过了2000年的新值为23o26′,1984年起正式采用这个固定值。
二、黄赤交角变化的影响
由于黄赤交角的存在,太阳光在地球上的直射点往返于南北回归线之间,并且使得各地正午太阳高度和昼夜长短(赤道地区除外)因纬度和季节变化,从而形成四季和五带。如下表:
黄赤交角的度数就是南北回归线的纬度数,黄赤交角的大小决定太阳直射点的移动界线,即决定南北回归线的度数,也就是地球五带的界线。回归线的纬度数与极圈的纬度数互为余角,即90o-23o26′=66o34′,就是地轴与黄道面的夹角,也就是极圈的度数,(如图1)。
地球上划分五带的依据是:有无阳光直射、有无极昼极夜。黄赤交角的大小,决定了太阳直射点的移动范围,决定了地球上的五带范围和界线。在南北回归线之间有阳光直射,为热带;极圈与极点之间有极昼、极夜,为寒带;回归线与极圈之间,既无阳光直射、又无极昼极夜,为温带(如图2)。
若黄赤交角发生变化,则会引起五带的变化,黄赤交角的大小与五带变化有如下三种情况:
1.黄赤交角增大:如果黄赤交角增大,南北回归线各自将向南北(高纬方向)移动,度数增大;南北极圈将向低纬方向移动,度数减小。由此,热带(0o --23o26′)、寒带(90o --66o34′)范围增大,温带(23o26′--66o34′)范围缩小。晨昏线向低纬方向(北半球向左,南半球向右)倾移,同一纬度线上,北半球昼增长,夜缩短;南半球相反(如图3)。假如黄赤交角增大2o,那么,太阳直射范围将在南北各扩大2o,太阳直射的南北界线将由原来的23o26′扩大到25o26′,极圈界线=90o-25o26′= 64o34′。热带范围=25o26′+ 25o26′=50o52′;温带范围=90o-25o26′=39o08′;寒带范围=90o-64o34′=25o26′(如图4)。
假如黄赤交角增大到90o,那么,太阳直射的南北界线也将由原来的23o26′扩大到90o,太阳直射点将在南北极点之间来回移动,地球任何地方都会有太阳直射,都会有四季、五带变化而无明确界线。
2.黄赤交角缩小:如果黄赤交角缩小,南北回归线将向低纬方向移动,度数减小;南北极圈将向高纬方向移动,度数增大。热带、寒带范围变小,温带范围增大。晨昏线向高纬方向(北半球向右,南半球向左)倾移,北半球同一纬度线上,昼缩短,夜增长;南半球相反。
假如黄赤交角缩小1o,太阳直射范围将在南北各缩小1o,太阳直射的南北界线将由原来的23o26′缩小到22o26′,太阳直射的南北界线将是22o26′,极圈界线=90o-22o26′=67o34′。热带范围=22o26′+ 22o26′= 44o52′;温带范围=90o-22o26′= 45o08′;寒带范围= 90o-67o34′=22o26′(如图5)。
3.黄赤交角不变:如果黄赤交角等于0o,太阳直射点将始终位于赤道而不再南北移动,此时地轴与黄道面垂直,黄道平面与赤道平面重合。但是,全球熱量分布规律仍然是从赤道向两极递减,所以不同纬度地区,热量依然存在着差异。由于地球有自转,就有昼夜更替,所以气温仍然存在日变化。有冷热不均就存在大气环流,但热带、温带、寒带范围都将不变,且五带之间无明确界线。全球各地全年都将昼夜平分而无昼夜长短变化,各地正午太阳高度终年为一固定数值,在地球上任何地方都没有四季变化。
地球运动有自转与公转两种形式。自转轴称为地轴,地轴通过地球表面的两点叫两极,对着北极星的一极叫北极。自转产生的平面叫赤道平面,与地轴垂直。地球在公转过程中,无论公转到哪个位置,地轴北极总是指向北极星。地球自转产生的平面叫赤道平面,公转产生的平面叫黄道平面,黄道面与赤道面不相平行、不相重合,而构成一个23o26′的夹角,这个夹角就叫黄赤交角。黄赤交角值以40000年为周期变化于22o和24.5o之间,目前每128年减小1o。1976年国际天文学联合会第十六次大会上通过了2000年的新值为23o26′,1984年起正式采用这个固定值。
二、黄赤交角变化的影响
由于黄赤交角的存在,太阳光在地球上的直射点往返于南北回归线之间,并且使得各地正午太阳高度和昼夜长短(赤道地区除外)因纬度和季节变化,从而形成四季和五带。如下表:
黄赤交角的度数就是南北回归线的纬度数,黄赤交角的大小决定太阳直射点的移动界线,即决定南北回归线的度数,也就是地球五带的界线。回归线的纬度数与极圈的纬度数互为余角,即90o-23o26′=66o34′,就是地轴与黄道面的夹角,也就是极圈的度数,(如图1)。
地球上划分五带的依据是:有无阳光直射、有无极昼极夜。黄赤交角的大小,决定了太阳直射点的移动范围,决定了地球上的五带范围和界线。在南北回归线之间有阳光直射,为热带;极圈与极点之间有极昼、极夜,为寒带;回归线与极圈之间,既无阳光直射、又无极昼极夜,为温带(如图2)。
若黄赤交角发生变化,则会引起五带的变化,黄赤交角的大小与五带变化有如下三种情况:
1.黄赤交角增大:如果黄赤交角增大,南北回归线各自将向南北(高纬方向)移动,度数增大;南北极圈将向低纬方向移动,度数减小。由此,热带(0o --23o26′)、寒带(90o --66o34′)范围增大,温带(23o26′--66o34′)范围缩小。晨昏线向低纬方向(北半球向左,南半球向右)倾移,同一纬度线上,北半球昼增长,夜缩短;南半球相反(如图3)。假如黄赤交角增大2o,那么,太阳直射范围将在南北各扩大2o,太阳直射的南北界线将由原来的23o26′扩大到25o26′,极圈界线=90o-25o26′= 64o34′。热带范围=25o26′+ 25o26′=50o52′;温带范围=90o-25o26′=39o08′;寒带范围=90o-64o34′=25o26′(如图4)。
假如黄赤交角增大到90o,那么,太阳直射的南北界线也将由原来的23o26′扩大到90o,太阳直射点将在南北极点之间来回移动,地球任何地方都会有太阳直射,都会有四季、五带变化而无明确界线。
2.黄赤交角缩小:如果黄赤交角缩小,南北回归线将向低纬方向移动,度数减小;南北极圈将向高纬方向移动,度数增大。热带、寒带范围变小,温带范围增大。晨昏线向高纬方向(北半球向右,南半球向左)倾移,北半球同一纬度线上,昼缩短,夜增长;南半球相反。
假如黄赤交角缩小1o,太阳直射范围将在南北各缩小1o,太阳直射的南北界线将由原来的23o26′缩小到22o26′,太阳直射的南北界线将是22o26′,极圈界线=90o-22o26′=67o34′。热带范围=22o26′+ 22o26′= 44o52′;温带范围=90o-22o26′= 45o08′;寒带范围= 90o-67o34′=22o26′(如图5)。
3.黄赤交角不变:如果黄赤交角等于0o,太阳直射点将始终位于赤道而不再南北移动,此时地轴与黄道面垂直,黄道平面与赤道平面重合。但是,全球熱量分布规律仍然是从赤道向两极递减,所以不同纬度地区,热量依然存在着差异。由于地球有自转,就有昼夜更替,所以气温仍然存在日变化。有冷热不均就存在大气环流,但热带、温带、寒带范围都将不变,且五带之间无明确界线。全球各地全年都将昼夜平分而无昼夜长短变化,各地正午太阳高度终年为一固定数值,在地球上任何地方都没有四季变化。