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  • 1 # 使用者5112239825434

    謝邀。 首先要說明的是,這個問題是有現實意義的 - 類似的情況很可能會發生在地球上。地球並不是一個完美的球體,由於自轉離心力的作用,它在赤道有一個明顯的凸起。周圍天體的引力作用對地球的自轉軸有不同程度的影響。其中影響最大的是太陽和月球,而其他行星的影響較小。在太陽和月球的共同作用下,地球的自轉軸就像一個陀螺一樣搖擺,25800年轉一圈回到原處。現在,地軸指向小熊座a星(勾陳一),所以它是現在的北極星。隨著地軸指向的變化,別的星星將會成為新的北極星。圖片來自Precession of the equinoxes月球在這個過程中對地球的自轉軸起著平衡作用。隨著月球以每年4釐米的速度遠離,太陽的作用逐漸超過月球,地球的自轉軸就會 陷入混亂,題目中假設那樣躺著自轉的情況也會出現,只是不會穩定在這個狀態。這一天距離我們還有大約20億年。太陽系行星中自轉軸與眾不同的有天王星和金星。天王星的自轉軸就是大致與黃道面平行的,很可能是遭到其他天體撞擊的結果。而金星的自轉軸完全反過來了,看起來它的自轉方向和其他行星相反。主要原因就是它沒有一個大衛星幫助穩定自轉軸。回到問題上來:地球以經線方向南北自轉。考慮到上面說的自轉軸搖擺問題,我覺得這個題目的更嚴格的說法是:如果地球的自轉軸與黃道面平行,會怎麼樣?這樣,我們不改變南北方向及經緯線的定義,只是把它們旋轉90度。同時,我們假設地球上的大陸和海洋分佈和現在一樣。事實上,如果我們等到20億年後,大陸和海洋肯定和現在完全不同。上圖是地球在公轉軌道不同位置 與太陽的關係。可以看出,太陽直射點不再侷限在南北迴歸線之間,而是會走遍整個地球。南極和北極會有6個月的極晝和極夜,看起來和現在的地球一樣,然而其中的差別很大。地球執行到A點時是北半球的夏至。從北極觀察,這一天太陽到達並停留在天頂最高處。這時候,北半球所有地方都是白晝,沒有日落。只不過太陽的高度隨著緯度減少而降低。同時,整個南半球都是黑夜。在以後幾天,太陽高度會慢慢降低。從北極看,太陽的軌跡是如下圖的螺旋線。北半球的白晝逐漸縮短,而黑夜慢慢變長。南半球靠近赤道的地方每天會得到短暫的日照。每天中午,太陽從南方的地平線上露出一個頭,然後迅速落下去。3個月後,太陽直射赤道(C點)。從北極觀察,太陽在地平線上轉了最後一圈,然後沉下去。北極的極夜開始了。這也許是以我們的標準最正常的時段了。除了兩極,整個地球都沐浴在Sunny下。而且,白天和黑夜都是12小時。然而,這段時間並不長。太陽很快越過赤道向南半球移動。從南極點觀察,太陽從從地平線上出現,然後不再落下。太陽地平線上盤旋,沿著一條螺旋線緩緩爬升。3個月後,太陽執行到南極的天頂。這時候,地球走到了E點。如果你覺得這種奇怪而又複雜的晝夜交替很難適應,那麼強烈的氣候變化恐怕會讓你更吃驚了。先來看南北極的夏季氣候。在北極的夏季,由於太陽直射北極,熱空氣帶著大量水汽上升到對流層頂部,然後向南方流動,形成高空的北風。值得注意的是,這裡是北極,所以南方是指所有的方向。在爬升過程中,空氣溫度降低,水汽凝結,產生降雨。所以降雨主要集中在北極地區。因為地轉偏向力的作用,高空北風不能到達赤道。在靠近兩極的高緯度地區,地轉偏向力的作用尤為明顯,很快就會把北風變成沿著緯線自東向西的環流。同時,在低空,來自南方的冷空氣向北極運動,形成低空的南風。同樣由於地轉偏向力,南風在北極圈附近變成自東向西的環流。這個北極圈環流實際上是一個環形的風暴。在夏季,持續的白晝和太陽直射讓北極地區獲得了大量的熱量,氣溫可以達到50攝氏度以上。所以大氣運動和水分蒸發都十分劇烈。持續數週的大型風暴十分常見。如果這個世界的人類可以航海的話,夏季的北極圈將是航行的禁區。南極的夏季有所不同,因為那裡是一片大陸。太陽直射在無邊的荒漠上,氣溫會超過80攝氏度。狂風呼嘯,飛沙走石,一片煉獄的景象。兩季都會在漫長的極夜中度過冬季,但是卻不會冰封。北極的海洋中儲存了夏季得到的熱量,在冬季慢慢散失。南極由於是陸地,所以容納熱量的能力小,溫度下降很快,但是沒有水可以結冰。奇特的是,赤道會出現一條常年不化的冰帶。這是因為赤道得到的太陽輻射熱量明顯少於兩極。每年春分和秋分時,太陽直射點短暫的掠過赤道,並不能提供足夠的熱量融化冰層。事實上,赤道在6-8億年前曾經被冰封。“雪球地球”假說認為,當時整個地球都被冰雪覆蓋。這很可能是地球自轉軸波動的結果。所以,這是一個顛倒的世界:炎熱的兩極和冰封的赤道。畫了個示意圖,大家將就看。

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