歪的（2/2）

把你桌上的那个装饰用的小圆球拿过来，挂在墙上，用手电筒垂直照，让小球全部被笼罩在光斑中，再让手电筒倾斜。把手电筒的光想像成太阳光，小球想像成地球，你能理解了吗？”

小悠：“同样的一束光，垂直照的时候光更集中，而斜照的时候，会分散在更大范围的面积上。

所以当太阳斜照的时候，更多的光都照到了地球之外的虚空中，没有被地球吸收到。因此垂直照的时候，地球能分到更多的光能，也就更热一些。

但太阳光照地球，为什么有时候是垂直的，有时是斜的呢？

是因为太阳东升西落吗？可是冬天跟夏天一样，也有中午呀，为什么冬天就比夏天冷呢？夏天跟冬天一样，也有傍晚呀，为什么夏天就比冬天热呢？

大姑：“那你有没有注意到，同样是正午12点的影子，冬天的要比夏天的长呢？”

小悠：“是呀！哦！这说明夏天的阳光比冬天的阳光要更垂直于地面一些，为什么会这样呢？”

大姑：“这就要你仔细看一下‘黄赤交角’了。”

小悠：“黄赤交角是指‘地球公转轨道面（黄道面）与赤道面（天赤道面）的交角，也被称为太阳赤纬角或黄赤大距’——这段话有点抽象！”

大姑：“旁边不是画了图吗？你看下图片是不是更容易理解了？”

小悠：“哦，图片比文字好理解多了，懂了，原来地球是歪着转圈的。”

大姑：“地球绕太阳转圈，沿着它的轨迹可以画出一个椭圆形，这个圆所在的面就叫‘黄道面’。假设这个圆就画在我们的桌面上，那我们的桌子就是黄道面。我们再在圆的中间摆个茶杯当太阳，然后，等等，你把糖葫芦赶紧啃几口，只留下一颗山楂就可以了。

地球自转，就像陀螺一样，是有一根转轴的，只不过陀螺的轴能看得见，但地球的看不见。

假设这颗山楂就是地球，那么穿着它的竹签就是转轴。

如果地球没有歪着转，就是糖葫芦的竹签垂直立在桌面上，但它歪了，我们先让竹签尖的一头朝圆心歪一点，然后地球就是这样在太空中像陀螺一样自己转。

而且，太阳离我们太远了，所以从太阳到地球的光，可以视为一道平行光，与哪里平行呢？也就是桌面。

地球上受到太阳垂直光照的是哪里呢？再拿一枝笔，让这根笔垂直于桌面，跟山楂靠近，与山楂挨着的这点，是不是就是垂直光照点呢？”

小悠：“等一下，我再仔细看一下，与太阳光垂直，就是与桌面垂直，哦，懂了！”

大姑：“然后你让山楂球绕茶杯转一圈，观察笔与山楂的接触位置会有什么变化？”

小悠：“没有变化呀？”

大姑：“你的竹签不能摆来摆去哦，它歪的方向是不变的，因此，竹签沿着轨道走的时候，它的尖端在轨道的这边是朝向圆心，转到轨道另一边就是朝向圆外了！”

小悠：“还是没有变化呀！”

大姑：“你的笔虽然要一直与桌面保持垂直，但并不是不运动的呀！它应该在太阳光来的那一侧，也就是始终处于茶杯和山楂中间，不是吗？”

小悠：“对呦，应该在桌上画的这个大圆圈内，圈的外面没有阳光。看到变化了，这个接触点会在山楂球的上下移动。”

大姑：“这就是资料中所说的‘太阳直射点在地球南北纬23度26分之间往返移动’，理解了吗？”

小悠：“明白了。但资料上说的是‘黄赤交角’，黄道面与赤道面的交角，没提到地球转轴呀！”

大姑：“你看下什么是赤道面。”

小悠：“好的。赤道面是地球赤道所在的平面。

而赤道，则是沿地球表面与地轴垂直的一条假想大圆圈，将地球划分为南北半球。

哦，我懂了，就是垂直于竹签，在山楂上来一刀，把山楂球切成两半，这个刀缝，就是赤道，而这两半山楂，就是南北半球。

而太阳直射点就是随着地球公转时，在南北半球间移动，所以南北半球的季节相反，也正因此，当处于北半球的我国处于冬季时，南北球的澳大利亚则是夏季。

赤道与地轴垂直，所以如果地轴不歪，即竹签与桌面垂直，这时候赤道与桌面是平行的，也就是黄赤交角为0度。然后‘地轴’歪了，赤道也随着地轴倾斜了，与桌面也就不平行了，有了夹角，哦，这个夹角这就是‘黄赤交角’，这个角的大小跟地轴与桌面法线的夹角一样大（即等于地轴从垂直到偏移的度数）。

太阳高度角对季节的影响，我已经基本理解了，但不同的季节为什么日照时长不一样呢？为什么夏天日长夜短，冬天夜长日短？地球自转的速度不也是不变的吗？这样的话，夏天和冬□□向太阳的时间应该也是一样的呀？”

大姑：“还是因为地球是‘歪’的。你看一下这边上的图片。”

小悠：“哦，直射点所在的那个半球，被太阳光笼罩的范围更大，另一个半球被光笼罩的范围则相对较小。所以虽然地球转速一样，但因为光照范围的变化，即速度一样，但奔跑的距离不一样，所以用时也就不一样。直射点所在的那个半球的‘白天’要走的路就更长，用时也就更长。这就导致白天的时长会有不同。”

大姑：“现在请把前面查到的资料梳理一下。”

小悠：“好的。季节是地球冷暖的反映，而地球的冷暖，主要受到太阳光照的影响，而影响光照的因素有三个：一是光源距离，二是光照角度，三是光照时长。

因为地球与太阳的距离太过遥远，所以虽然距离有影响，但影响不大，足可以被后两个因素所抵消，所以可以不予考虑。

因此，影响四季变换的，主要是后面两个因素，即：照射角度和日照时长。

这后两个因素产生的原因都是因为地球的自转平面与公转轨道面有交角，也就是地轴是歪的。所以四季的变换，是因为地球绕太阳歪着转圈产生的。”

大姑：“地球绕太阳歪着转圈，会有哪些变量呢？”

小悠：“变量？地球绕太阳转一圈大约是365天；地球自转一圈大约是24小时，而‘黄赤交角’约为23度26分。

虽然这些数值会有变化，但变化很小，以一天的24小时的时长变化为例：现在地球自转一圈耗时23小时56分4秒，约每隔10年自转周期会增加或者减少千分之三至千分之四秒。这种增减要两三百年的累加，才会产生1秒的变化。我们常说上下五千年，按照这比例换算，也就是说整个五千年历史，这种变化只有15至20秒左右，这对于漫长的历史来说，是一个几乎可以忽略不计的变化。所以我觉得这些数值可以视为是不变的，也可能说是没有变量！”

大姑：“那么是不是可以说，地球四季交替的外在因素基本是不变的呢？”

小悠：“是的！哦！因为这些因素基本不变，所以四季的轮换交替也是不变的，所以这就是‘数九歌’能精准预言‘九尽桃花开’的奥秘所在。

至于有些年份会出现暖冬这种反常现象，那是地球自身因素如大气、海洋的扰动所致，但这些因素根本无法抗衡太阳对地球的影响，四季仍会在太阳的主宰下流转——‘天意不可违’！”