【地球与太阳热量】

阿丹

地球上光热的时间变化和空间变化，与我们人类生活息息相关，这里简介一下地球与太阳热量的地理知识。

要了解以下知识，我们必须了解什么是纬度，从几何角度讲，首先要讲清什么是赤道，赤道是地球表面所有的点与地心夹角为零度的地球表面的一个大圆，就叫赤道，或者是垂直地轴的大圆，这个大圆就叫赤道平面。纬度就是地球表面某点与地心连线这条线在地球赤道平面上的射影的夹角就是地球表面某点的纬度。

我们用地球投影的办法，从几何的角度来探讨地球热量的时空变化。1.地球在宇宙中地轴始终指着北极星附近 （地轴的进运）那极叫北极。另一极叫南极

2，地球与太阳的平均距离1.5亿千米

3.地球的公转和自转都是自西向东，所以太阳总是东升西落。

地球在宇宙中运行有它特殊的姿势，这个姿势就决定了现在我们地球上的天气和气候。我们从下图从几何角度探讨地球的这些天文几何数据。

1.地球中心与太阳中心的连线，扫过的平面，我们叫它黄道面，也叫公转轨道面。

2.地轴与公转轨道面的夹角是66.5⁰而且地球运行中，这个夹角大小始终不变。

3.这样就使黄道面与赤道面的夹角为23.5⁰，我们叫做黄赤交角。

由于地球的地轴方向在运行中不变，由于黄赤交角的成在，就有以下这些天文几何现象。

1.我们给太阳直射光线下个定义，太阳直射光线就是太阳中心与地球中心的连线，就是直射光线。

2.我们给太阳直射点下个定义，太阳直射光线与与地表的交点（A）就是太阳直射点。

3.由于黄赤交角的存在所以太阳直射点一年四季都在南北纬23.5⁰之间来回移动，因而这两条线就叫北回归线，南回归线。

现在先来了解一下，什么是太阳高度角，太阳离我们很远，所以到达地球的光线我们都把它看成平行光线，也就是说所有光线都是与太阳直射光线平行。

此图我们进一步从几何角度来了解什么叫太阳高度角。太阳高度角就是地表某点的切线（地平线），这条切线与太阳平行光线的夹角（面向赤道），这个夹角就叫太阳高度角。从几何角度讲也可以理解为，地心与地表某点的连线，通过地表某点作这条线的垂线，这条垂线（地平线）与太阳光线的夹角就是太阳高度角。从此图可以看出纬度越高太阳高度角就越小。

此图从几何角度进一步了解太阳高度角与地球收获太阳热量的关系。几组太阳光的宽度都是一厘米，从图看得出同样宽的太阳光，分布在低纬，中纬，高纬的地面宽窄是不一样的。纬度越高太阳光分布的地面越宽（3），单位地面上得到的热量就越少。纬度越低（1）太阳光分布的地面越窄，单位面积上得的热量就越多。我们可以得出一个结论，纬度越高，气温也就越低，纬度越低，气温也就越高。总结：地球上的季节，冷热变化主要受太阳高度角的影响。

此图显示的是地球夏至节气光照情况。太阳直射点（A）直射北回归线，太阳高度角以北回归线为中心向北向南降低，北半球总体来说太阳高度角最大，北极圈内形成极昼。总结：北半球白昼最长，太阳高度角最大，反之这一天从理论上讲得的热量最多。

此图是冬至节气示意图，太阳直射南回归线，此时太阳高度角以南回归线为中心，向北向南降低，北半球太阳高度角最小，白昼最短，地面得的热量最少。

此图是地球春秋分节气，太阳高度角的分布是，太阳光线直射赤道（直射点A在赤道），太阳高度角的分布规律是以赤道最高向北向南降低，全球昼夜平分，热量分配南北半球均衡。

由于太阳高度角随纬度变化，一般来说纬度越高太阳高度角越小，得到的太阳辐射越少，根据这一现象人们把地球分为寒，温，热五，带。北寒带，北温带，南寒带，南温带和一个热带。

地球上昼夜的分界线叫晨昏线，在地球上晨昏线是一个大圆，叫晨昏圈，从几何上讲大圆必定平分地球这个圆。从理论上讲直射光线始终垂直于由晨昏圈组成的晨昏圈平面，也就是说直射光线的移动始终带动晨昏圈的移动，晨昏圈的移动，就使。昼夜长短发生变化。所以地球上热量变化与太阳高度角与昼夜长短变化有关（接受太阳光时间的长短）。

这是我为宁波青华科教仪器公司研制的全自动地球运仪，带语音解说地球自转和公转的地理意义。

当然气温的升高並非太阳直接晒热的，而是太阳以短波辐射先将地表加热，然后地表再以长波辐射的形式把热量传递给大气，这好像茶壶烧水，是火先把壶底烧热，壶底再把热量传给水，所以下垫面才是大气的热原。地球上气候和天气的变化有很多因素，事物有主要矛盾和次要矛盾，影响地球气候和天气的主要因素是太阳高度角。其他如大气环流，海陆分布，人类活动……。

撰文：重庆十中地理教师，马昭恺

制图：重庆十中地理教师，马昭恺