摘要:本文从黄赤交角的概念入手,对黄赤交角存在的意义及变化产生的影响进行了论述。尤其是黄赤交角发生变化时的特殊值进行了深入的论述,对进一步理解黄赤交角的作用和意义具有指导作用。
关键词:黄赤交角;变化;思考
地球是太阳系中一颗普通的行星,也是一颗特殊的行星。普通表现在具有太阳系中行星的共同特征,特殊表现在地球上有生命存在。而地球的自转运动和公转运动产生了黄赤交角,黄赤交角的存在和大小使地球上有其他行星所不具备的自然现象和变化规律,同时也使地球更具生机活力和神秘感。
一、黄赤交角的含义
地球的自转轴与其公转的轨道面成66°34′的倾斜。这个角度同人们拿铅笔书写时笔杆与桌面的倾斜相仿。人们形象地比喻为地球“斜着身体”绕太阳公转。
地球的自转同公转之间的这种关系,天文学和地理学上通常用的余角(23°26′)——赤道面与轨道面的交角来表示;而在地心天球上,则表现为黄道与天赤道的交角,并被称为黄赤交角。
黄赤交角的存在,具有重要的天文和地理意义。黄赤交角是地轴进动的成因之一;它还是视太阳日长度周年变化的主要原因。黄赤交角是地球上四季变化和五带区分的根本原因。
黄赤交角的存在,使太阳直射点到达的最北界线是23°26′n,即北回归线;最南界线到23°26′s,即南回归线,也就是太阳直射点在23°26′s～23°26′n作周年往返移动。因此地表获得热量随时间和空间发生变化。这样的变化用昼夜长短和正午太阳高度的时间和空间变化来体现,在此基础上形成了四季和五带。wWW.133229.CoM四季和五带影响地球上气候、区域特征的形成以及季节的变化,从而对自然地理要素,如地貌、生物、土壤、水文等都产生影响。
二、如果黄赤交角发生变化
黄赤交角的变化一方面是变大后的影响,还有一种是变小后的影响,这两方面论述的文章较多。但是还有几种特殊的情况我们也必须加以考虑,这也是教师和学生们疑问最多的地方。黄赤交角变化后的影响,我们可以从以下几个方面进行考虑:太阳直射点范围的变化、极昼和极夜现象范围的变化、五带的范围变化、正午太阳高度角的年变化、昼夜长短的年变化、季节的变化、气压带和风带的变化。
1.黄赤交角变大。若黄赤交角变大,地轴与黄道平面(公转轨道面)的交角变小,太阳直射点北界北推或南界南推,回归线北进或南进。
太阳直射范围的变化:黄赤交角的度数是南北回归线的度数,南北回归线间是地球上太阳直射的范围。假如黄赤交角变大,太阳直射的范围也将扩大。
正午太阳高度角的年变化:由于正午太阳高度角的大小取决于距直射点的纬度差的大小,即假设为角a。角a越小,正午太阳高度角越大。由于黄赤交角变大,太阳直射点的移动幅度变大,各地正午太阳高度角的年变化幅度增大。
极昼和极夜现象范围的变化:地球上极圈内有极昼和极夜现象。极圈的度数是回归线度数的余角。因此,黄赤交角扩大,极圈的度数减小,极圈到极点的范围扩大,有极夜和极昼现象的范围也扩大。
五带的范围变化:热带是指地球上有太阳直射的地方,寒带是指地球上有极夜和极昼现象的地方,温带是指没有太阳直射及极夜和极昼现象的地方。即:回归线和极圈是五带的划分界线。因此黄赤交角扩大,热带和寒带的范围扩大,温带的范围缩小。
昼夜长短的年变化:由于太阳光线与晨昏圈垂直,太阳直射点的纬度越高,晨昏圈与地轴的夹角越大,昼夜长短的差值越大。黄赤交角变大后,冬至和夏至时的太阳直射点的纬度变大,各地昼夜长短的年变化幅度增大,冬至日,北半球各地昼更短、夜更长,昼夜长短的差值也更大。因此,各地昼夜长短的年变化幅度增大。
季节的变化:由于地球上各地的季节变化主要取决于正午太阳高度和昼夜长短的年际变化。黄赤交角变化,引起正午太阳高度和昼夜长短的年际变化。因此,当黄赤交角变大,地球上各地的季节变化会更明显。
气压带和风带的变化:如果黄赤交角变大,太阳直射点北界北推或南界南推,赤道低气压带北移或南移幅度变大,副高及其他气压带风带同样。
2.黄赤交角变小。太阳直射范围的变化:黄赤交角变小,太阳直射的范围将变小。
正午太阳高度角的年变化:黄赤交角变小,太阳直射点的移动幅度变小,各地正午太阳高度角的年变化幅度减小。
极昼和极夜现象范围的变化:如果黄赤交角减小,极圈的度数增大,极圈到极点的范围减小,有极夜和极昼现象的范围也随之减小。
五带的范围变化:黄赤交角减小,热带和寒带的范围也将减小,温带的范围扩大。
昼夜长短的年变化:黄赤交角变小,冬至和夏至时的太阳直射点的纬度变小,各地昼夜长短的年变化幅度也随之变小。
季节的变化:黄赤交角变化,引起正午太阳高度和昼夜长短的年际变化。因此,当黄赤交角变小,地球上各地的季节变化会不明显。
气压带和风带的变化:如果黄交角变小,太阳直射点北界南推或南界北推,赤道低气压带北移或南移幅度变小,副高及其他气压带风带同样。
3.黄赤交角为0°。当黄赤交角为0°时,全年大阳直射赤道,全球各地全年的正午太阳高度角无变化,所以各地无季节冷热变化,全球全年昼夜平分,也无昼夜长短变化,气压带和风带的位置无变化。
