問題1:南北回歸線和南北極圈指的是什么?
答:北回歸線是指北緯23.5°處的重要緯線。在6月21日夏至時,正午太陽會直射在北回歸線上,這一天也正是北半球夏季的開端,南半球冬季的開始。而南回歸線則是南緯23.5°處的重要緯線。在12月21日冬至時,正午太陽直射在南回歸線上,這一天是北半球冬天的開始,南半球夏天的開端。
這兩條緯線早在兩千年前就有了自己的名字,因為在那時,夏至太陽處于巨蟹座,因而北回歸線又叫巨蟹回歸線;冬至太陽處于摩羯座,因為南回歸線又叫摩羯回歸線。盡管現在由于分點歲差,不同時日太陽所在的星座已經改變了,但是這兩條回歸線的名稱仍然沿用至今。
赤道則是在春分與秋分時,正午太陽會直射的重要緯線。
南北極圈分別位于±66.5°緯線。注意66.5°加上23.5°即為90°。這表示在12月21日,正午太陽直射南回歸線,北極圈處于極夜,太陽處于地平線以下,并持續整個冬季。而在6月21日,南極圈則開始不見天日,這時正午太陽直射南回歸線,南極圈處于極夜。
圖解:12月時季節的示意圖。不論一天的什么時間,北極是極夜,而南極是極晝。太陽對北半球的光照角度更小,而且被折射的更多。當地球在公轉軌道上運行,南北半球的季節是相反的。
問題2:“夏天的狗日子?”不,是三伏天
答:天狼星別稱犬星,是夜空中最亮的星。在一年的某些時刻,它會與太陽同升同落,這時人們稱為天狼星與太陽的聯結。
由于天狼星是夜晚天空最亮的恒星,可以合理猜測它給地球添加了部分熱量。不過現在認為這點熱量是微乎其微的。
“犬星”這個名字來自古埃及人,他們把天狼星稱為犬星,這來自于他們的神奧西里斯,因為在壁畫中奧利西斯的頭與狗的頭部相仿。在埃及和古羅馬,夏天,天狼星與太陽在一起,同時出現在天空中。古埃及人和古羅馬人認為,它將熱量添加到來自太陽的熱量中,導致了夏天的酷熱。
圖解:哈勃空間望遠鏡拍攝到的天狼星A和天狼星B,白矮星天狼星B位于左下方。衍射十字星(DiffractionSpikes)與環狀結構是點擴散函數
他們將天狼星與太陽同升同落的這段長達40天的時間成為“thedogdaysofsummer”也就是三伏天,因為這段時間恰好也是一年中最熱的一段時間。
由于分點歲差,太陽和天狼星的聯結時間已經改變了,對于北半球的夏季來說,比羅馬時期早一些,并隨著時間的推移將會完全脫離夏季(注:不管是在現在還是古羅馬,這一聯結都出現在南半球冬季,所以南半球的古代文明不可能想出這個神話)。
問題3:為什么地球每年會前后傾斜一次?
這是因為對季節成因的解釋有誤(比如說,季節的出現是因為地球朝著太陽傾斜或背離太陽傾斜),這一說法實際上是常見的誤解。如果地球真的每年傾斜,那真是太奇怪了,我也能理解為什么絞盡腦汁也想不出一個解釋來。
事實上,地球的傾斜只朝著一個方向,但是地球圍繞著太陽運轉,這一傾斜會隨著太陽的位置改變而改變。有一個很簡單的樣本,拿一支鉛筆大概與垂直面呈23.5°,這只鉛筆與你所在房間的墻壁所呈的傾斜角是永遠一致的,接下來用鉛筆圍繞著房間內一個固定物體繞個大圈,對于這個物體來說,鉛筆一頭朝向它,另一頭背離它;而對于整個房間的墻壁來說,鉛筆的傾斜始終朝著一個方向。
圖解:這兩幅圖分別顯示南半球和北半球在冬至和夏至時反射的陽光(W/m2)
參考資料
1.Wikipedia百科全書
2.天文學名詞
3.astro-Maurice
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