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我們人類生存的地球並不是一個孤立存在的星球,而是與其他天體共同組成複雜的天體系統體系,比如地球和月球之間組成了“地月系”,地球圍繞太陽公轉,屬於“太陽系”這個恆星天體系統,此外整個太陽系還在繞著銀河系的中心旋轉,屬於銀河系的一部分,當然往更高的級別還有體系更為龐大的天體系統,比如總星系、宇宙等等。不過,到目前為止人類了解最多的天體系統主要是地月系和太陽系,既然地區不是孤立存在的,那麼地球上的許多自然現象的產生,其實究其原因是和一些地外天體有關。

如果“黃赤交角”度數變化

對於地球影響最大的地外天體有兩個,分別是我們地球的衛星“月球”和太陽系唯一的恆星“太陽”。比如,月球對地球之間的萬有引力和與之對應的慣性是地球上潮汐現象的重要能量來源,我們稱為“引潮力”,當然太陽也會對地球產生引潮力,月球產生的引潮力和太陽產生的引潮力之比大約為11比5的關係,當地球月球和太陽處在一條直線上的時候,就會產生“大潮”。太陽除了對地球產生引潮力之外,更為重要的是通過“太陽輻射”對地球產生影響。

潮汐現象

太陽輻射能是地球上最重要的能量來源,是地球大氣運動、洋流運動、水迴圈的能量來源,也是人類目前使用的絕大多數能源的最終來源。不過,太陽輻射能在地球表面的分佈是不均勻的,一方面由於地球是一個不發光不透明的球體,所以近似平行光的太陽輻射照射到地球表面,太陽輻射能的分佈會以太陽直射點最高往四周遞減。另一方面,由於地球自轉的軌道面“赤道平面”和地球公轉的軌道面“黃道平面”並不在一個平面上,所以太陽直射點就會不斷的發生緯度移動。

黃赤交角

如果黃赤交角為0°,那麼太陽直射點就會被固定在0°緯線,也就是赤道上,太陽直射點也就不會有緯度移動了。不過,目前黃赤交角的夾角約為23.5°。所以,就導致太陽直射點就會在南北緯23.5°之間的緯度範圍內移動,每來回移動一次,就是一年的時間,我們稱為一個“迴歸年”,時間為365天5小時48分46秒。由於太陽直射點在南北迴歸線之間的來回移動,也可以稱為“太陽直射點的迴歸運動”,所以就使得地球表面產生了四季和五帶的劃分。

太陽直射點移動圖

地球表面的五帶劃分主要是這樣的,地球表面南北迴歸線之間的區域,由於一年中有太陽直射現象,是一年中獲得太陽輻射能量最多的區域,也就是氣溫最高的地區,劃分為“熱帶”地區;南北極圈(南北緯66.5°)以外的地區,一年中都有極晝極夜現象的發生,是一年中獲得太陽輻射能量最少的區域,是地球上氣溫最為寒冷的區域,劃分為“寒帶”(北寒帶、南寒帶)地區;南北迴歸線和南北極圈之間的區域,劃分為“溫帶”(北溫帶和南溫帶)。比如中國的緯度範圍大約為北緯4°至北緯53°左右,所以從五帶的角度來看,中國地處熱帶和北溫帶兩個熱量帶。

五帶的劃分

我們發現劃分五帶的緯度主要就是迴歸線(23.5°)和極圈(66.5°),這兩個緯度的度數和黃赤交角關係密切,那麼如果黃赤交角發生變化,顯然地球上的五帶劃分也會發生變化。如果黃赤交角變大,比如黃赤交角變為25°,那麼迴歸線度數就變為25°,而極圈的度數就變為65°,那麼地球上的五帶和現在相比,就會發生熱帶和寒帶範圍擴大,而溫帶範圍減小的變化。反之,如果黃赤交角變小,比如黃赤交角變為20度,那麼迴歸線度數就變為20°,而極圈的度數就變為70°,那麼地球上的五帶和現在相比,就會發生熱帶和寒帶範圍縮小,而溫帶範圍擴大的變化。

汕頭市南澳島北迴歸線標誌塔(熱帶和北溫帶分界線)

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