我们都知道,我们赖以生存的地球无时不刻不在运动着。地球自转产生了昼夜交替现象,使得我们有机会在白天努力奔跑,在夜晚仰望星空。而地球上除了昼夜交替现象,还有四季现象,伴随着春夏秋冬四季的轮转,每个季节大自然都有独特的变化:植物在春天播种萌芽,夏天生长,秋天结果,冬天凋零。除了植物,温度在规律性地变化,春天温暖让人感觉很舒服,夏天逐渐变得炎热,秋天比较凉爽,而冬天非常寒冷;除此以外,经历了农历天空下的我们,也会有意识的感受到昼夜长短的变化,春天白昼渐长,黑夜渐短,到了夏至昼最长夜最短,此后,从秋季到冬季,白昼逐渐变短黑夜逐渐变长,到了冬至昼最短夜最长。而这三个现象,归根结底都跟光照有关,都是因为四季的存在而存在。
那地球上为什么会有四季的规律性变化呢?要弄明白这个问题,我们先从四季的温度变化说起。春是温暖,夏是炎热,秋是凉爽,冬是寒冷。这是为什么呢?
温度的变化是肯定跟太阳的照射的有关系,如果只是地球在自转,可以形成四季现象吗?地球在自转太阳照在地球上,因为地球自转的时候自己的位置是不会动的。所以太阳照到地球上的温度都是一样的,所以不可能会形成四季。那四季是怎么来的呢?地球自转不行是因为四川的时候地球的位置不会变,那么要让地球的位置变,就要有一个地球公转,也就是地球在自转的基础上,绕着太阳有规律的转。
我们都知道地球绕着太阳转一圈是一年。问题来了:地球究竟怎么绕着太阳转,才能产生四季温度的变化?
猜想一下:地球,要绕着太阳转,那么绕着太阳转,所以一定是有一个轨道的,那么这个轨道是什么样的呢?是什么形状的呢?现在的很多科学家研究出来的是椭圆形,可是椭圆形看起来未免有一些奇怪,一开始的天文学家追求的是完美,所以会不会是一个完美的圆形呢?我们就先从圆形说起。
模型1太阳在中间,地球绕着太阳转,而且是一个非常完美的圆形。这样的方法可以吗?想一下就知道是不可以的,因为如果太阳在中间,那么地球离太阳的距离就是一样的长短,就不会出现温度的变化,昼长夜短,或是四季了!随这种方法不行
再来看第二种方法,第一种方法是因为距离一样,所以不行。那第二种方法就是地球在太阳的旁边绕着一个圆形转,这样可以吗?看样子似乎差不多是可以的,因为地球有的时候离太阳近,有的时候离太阳远。可是地球离太阳近的时候没太大问题,可离太阳远的时候就太远了,基本上都快照不到了!而且两边离太阳的距离是一样的所以就会变成三个季节离太阳近的是一个季节,离太阳远的是一个季节,中间的还是一个季节所以这种方法也不行。
再来看一下第三种方法第三种方法就是太阳在中间,地球还是绕着太阳转,但是太阳不是在正中间,是偏一点。这样可以吗?这样好像可以,因为地球离太阳的距离有近有远,不至于太近,也不至于太远所以这个方法还是很合理的,但是地球不是这么绕着太阳转的所以这种方法到底哪里有问题呢?我们仔细看一下,会发现这样虽然符合了条件,可是四季的长短和我们所感受到的是不一样的,冬天特别长,占了大半年夏天,只有一小点。所以这个方法还是不行的。
前面两个的方法虽然说不行,但是理由未免有一些的牵强。那么真正的理由是什么呢?让我们思考一下,我们所感受到的是南半球和北半球温度是相反的,比如说,南半球是夏天北半球,就是冬天南半球是春天北半球一会秋天,可是第二种方法和第三种方法,南半球和北半球的温度是一模一样的南半球是夏天北半球,也是夏天南半球是冬天北半球也是冬天,所以这两个方法不行。总结一下就是产生四季现象,和太阳和地球的距离没有直接的关系。
既然世界和太阳和地球的距离没有关系那四季的温度到底为什么变化?地球上还有什么因素会影响温度的变化呢?
提醒一下,每天早上太阳刚出来的时候,我们会觉得比较凉快,或是并没有那么热,因为太阳是斜着照过来的慢慢的到了中午就会变得非常热,因为那个时候太阳在我们的头顶是直直的照过来的,到下午的时候又变得没有那么热了,因为太阳又变成斜的了。而那个太阳直射到地球表面的那个点,就叫做太阳直射点。
要让温度变化,就要让太阳的直射点不停的移动。从北回归线到南回归线。那要怎么做才能让太阳的直射点,在地球表面上下移动呢,这个问题的答案很简单,就是把地球上下移动。那么就让地球一上一下的,绕着太阳转,也就是斜着转!
我们来看一下,斜着转,到底可不可以。春分的时候太阳照到的是赤道,所以 在春分的时候,白天和黑夜的长短是一样的,就是昼夜平分,就拿我们开封这个地方举例子吧,春风的时候太阳的直射点照地是赤道,所以在我们北半球感受到的就是比较的温暖。到夏至的时候太阳照的是北回归线,所以这个时候我们北半球的天气就会变得很热,而且在这个时候,白天也会慢慢地变成黑夜,慢慢地变短,夏至这一天就是白天最长晚上最短的一天。秋分的时候太阳从北回归线又往南移动,又到了迟到,所以秋分的时候作业也是评分的,而且温度也是比较凉爽的。冬至的时候太阳的直射点照的是南回归线,我们北半球的天气天气就变冷了,襄樊南半球的天气就很热是夏天。这样一看,好像地球真的是斜着绕着太阳转的!
通过模拟我们发现:地球绕着太阳转的那个面和地球的赤道面会有一个+角那个夹脚就是叫黄赤地球绕着太阳转的那个面和地球的赤道面会有一个夹角那个夹角就是叫黄赤夹角。
地球绕着一个圆形斜着,绕着太阳转。既然绕一个圆形已经可以说明我们所感受到的很多现象,可为什么科学家说的和说你所写的都是椭圆形的呢?就是因为在宇宙中物质只有地球着一颗星球,所以因为其他的原因地球绕着太阳转,是沿着一个椭圆形的。
那我上面所说的,真的是正确的吗?不是绝对不是。这只是一个临时性的共识,科学没有真正的正确答案,在很多很多年,以后或是只隔了几年,这个临时性的故事可能就会被某一个人某些人给推翻。所以答案并不是最重要的最重要的是你在探究这个答案时的过程。从发现这个现象到题问题作出猜想,然后一步一步的去证实自己的猜想。
从一开始的发现现象到提出问题,然后去尝试解决问题,我们在研究地球是怎么让着太阳转的时候是通过去建模,因为我们不可能直接在宇宙里用地球和太阳做实验,所以我们只能做一个模型,然后用那个模型来做实验。