地球在冬至时比夏至时离太阳近 480 万公里。为什么天气还是比较冷？
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2022-10-02 17:43 广东
地球就像一个巨大的摩天轮，带着我们绕着太阳转。地球的“摩天轮”一年转一圈。从夏至到冬至，地球正好绕太阳公转半圈。
这个距离有多远？我们可以算算。地球到太阳的平均距离为 1.496 亿公里。我们把地球绕太阳公转的轨道看成一个圆，那么我们很容易得到地球公转的周长，大约是9.4亿公里。因此，从夏至到冬至，地球在太阳系中载着我们大约4.7亿公里。这样，地球绕太阳公转的平均公转速度达到29.8公里每秒。
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事实上，地球绕太阳运行的轨道并不是一个正圆，而是一个椭圆。这意味着地球有时离太阳更近，有时离太阳更远。地球离太阳最近的位置称为近日点；另一方面，地球离太阳最远的位置称为远日点。在近日点，太阳与地球的距离为1.471亿公里；在远日点太阳系，太阳和地球之间的距离是 1.521 公里。地球近日点比远日点近500万公里！
那么地球什么时候移动到近日点，什么时候移动到远日点呢？地球每年一月初到达近日点，七月初到达远日点。例如，2022 年 1 月 4 日左右，地球将到达近日点。所以在2021年12月21日冬至之后，地球将在14天后到达近日点。
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这意味着在冬至太阳系，地球非常接近近日点。冬至时地球离太阳有多近？从一些星空模拟软件提供的数据，我们知道今年冬至，地球距离太阳0.984 AU，约1.472亿公里。今年夏至（2021 年 6 月 21 日），地球距离太阳 1.016 AU，约 1.52 亿公里。由此我们知道，地球在冬至时比夏至时离太阳近480万公里。
这很有趣，也让我们感到惊讶。原来，冬至的地球比夏至更接近太阳，那为什么我们在冬至之后又迎来了一年中最冷的时候呢？大地的温暖不是太阳带来的吗？
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太阳的辐射热给地球带来的温暖并没有错。480万公里也是一个很大的距离。但对地球的冷热变化影响不大。我们说地球的轨道是椭圆的。但是这个椭圆的展平只有0.017。也就是说，如果我们把地球的轨道画成一个长半轴为1米的椭圆，它的长半轴和短半轴的差只有0.14mm。因此，我们完全可以把地球的轨道看成一个圆。
这样一来，冬至就意味着寒冷的冬天即将来临，就像夏至意味着炎热的夏天一样，与地球离太阳近还是远没有关系。
那么是什么让地球夏天热冬天冷呢？有两个主要原因。
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一是太阳的入射角。我们发现冬至时太阳在天空中很低。这样，阳光照射到地面的角度很小，而且阳光是倾斜的。与直射阳光相比，倾斜的阳光使地面单位面积获得的热量要少得多。夏至，太阳高高挂在天上。阳光几乎垂直地照射在地面上。因此，斜射阳光状态下的冬天比阳光直射状态下的夏天要冷得多。
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二是日照时间长短。我们发现冬至是一年中白天最短的一天。在北半球越往北走，白天的时间就越短。举个例子！我所在城市的纬度位置是北纬37°。冬至的白天只有9小时40分钟，而我国最北端漠河的白天只有7小时35分钟，下午3点35分日落。在北极圈内，存在极夜现象。太阳根本不工作。
原来，在冬天，由于阳光的斜射，地面得到的热量较少，白天的阳光照射时间很短。这就是为什么冬天很冷的原因。夏季的情况与冬季正好相反。
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冬季阳光斜射，日照时间缩短是什么原因？地球绕着太阳转，而太阳稳稳地坐在太阳系的中心。它不是我们看到的那样。夏天太阳很高，冬天太阳在地上旋转。那只是意味着问题出在地球上。事实证明，地球的赤道面与地球绕太阳公转的黄道面之间存在一个夹角。这个角称为黄红角。黄色和红色之间的角度是23°26’。这个角度导致地球上冷热交替和季节变化。
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由于黄红角的存在，地球绕太阳公转时，太阳的直点会在北回归线之间来回移动。冬至当天，太阳直射点移至北回归线，指向南半球。这样，北半球不仅处于阳光斜射的状态，而且处于昼短夜长的状态。
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冬至时，虽然地球比夏至时离太阳近480万公里，但阳光偏爱南半球，所以北半球变凉。
