黄赤交角的变化趋势是怎样的?

现在地球的黄赤交角是23°27′,让我们展开想像吧,如果地球的黄赤交角是45°,会出现什么情况?

届时,回归线将和极圈重合,能看到极昼极夜的地区将会大大扩展。广大中高纬度地区的日照时间将会明显增加(夏季)或明显减少(冬季),太阳地平高度的周年变化也会加大。在这种情况下,地球的气候会有什么变化呢?

以北半球为例,夏至时北极点的太阳地平高度将为45°,极区接受太阳辐射能量将明显增加,大气的极地高压带将不明显,恐怕极冰都要融化干净。冬季嘛,北极地区自然要冷,但是气温会比现在低吗?恐怕不会。由于一年内太阳直射范围的增大(南北纬45°),地球更多的地区接受太阳能,会不会有“环球同此凉热”的情况呢?3月21日春分时,太阳位于升交点,直射赤道,赤道地区太阳位于天顶,处于最热的时候。而在北纬45°,太阳地平高度为45°,不温不火。在北极点太阳位于地平线附近,无疑是寒冷的,北极点的极昼开始了。

随着太阳直射点的北移,中纬度地区太阳地平高度逐渐增加。6月21日夏至时,太阳位于北纬45°(北回归线,同时也是北极圈),该地区太阳位于天顶,而且终日不落,故最热,而赤道、北极点的太阳地平高度都是45°,都是不温不火,但北极点太阳终日不落,应该比赤道更热些,有意思。

接下去太阳直射点又南移,到9月23日秋分时,太阳位于降交点,直射赤道,赤道地区太阳位于天顶,又处于最热的时候。而在北纬45°,太阳地平高度降为45°,不温不火。在北极点太阳又降至地平线附近,无疑又是寒冷的,北极点的极夜开始了。

12月22日冬至时,太阳位于南纬45°(南回归线,同时也是南极圈),赤道地区太阳地平高度又降为45°,又变冷了。而北纬45°地区太阳降至地平线附近,而且只是“拂晓”露一下脸,很快就消失了。而北极点的极夜已经三个月了。

由此看来,每年赤道地区有两个炎热期(春分、秋分前后),两个凉爽期(夏至、冬至)。中纬度地区有一个炎热期(夏至),两个凉爽期(春分、秋分),一个寒冷期(冬至)。北极地区一个凉爽期(夏至),两个寒冷期(春分、秋分),一个严寒期(冬至)。

下面是在下分析的北半球特殊位置一年四个时期的日照时间:

春分:赤道地区:太阳升降于正东正西,正午位于天顶,昼夜时间相等。北纬45°地区:也是昼夜相等,但正午太阳位于正南,高45°。北极点:太阳终日徘徊于地平线附近。

夏至:赤道地区:太阳升于东北,降于西南,昼夜均分,正午太阳位于正北,高45°。北纬45°地区:太阳于正北地平线上升,正午到达天顶,午后逐渐向北下降,但永远不沉。北极点:太阳终日位于45°高度兜圈子。

秋分:赤道地区:太阳升降于正东正西,正午位于天顶,昼夜时间相等。北纬45°地区:也是昼夜相等,正午太阳位于正南,高45°。北极点:太阳终日徘徊于地平线附近。

冬至:赤道地区:太阳升于东南,降于西北,昼夜均分,正午太阳位于正南,高45°。北纬45°地区:太阳拂晓在正南地平线露个头,随即消失,全天基本黑暗。北极点:全天完全黑暗。

某一特殊地区一年之内昼夜长短、太阳高度变化:

1.赤道:一年四季都是昼夜均分,春分-春分期间,太阳正午高度由天顶逐渐降低,夏至时降到45°,之后逐渐升高,秋分时到天顶,以后再逐渐降低,冬至时降至45°,此后又逐渐升高,来年春分到天顶。

2.北纬45°:冬至以后,太阳从地平线逐日升高,白天时间逐渐延长,到春分时昼夜均分,之后昼长夜短,夏至时正午太阳升至天顶,且全天白昼,此后高度逐渐降低,白天逐渐缩短,秋分时昼夜均分,之后太阳高度继续下降,黑夜逐渐延长,到冬至几乎全黑。

3.北极点:春分时太阳整日徘徊于地平线,此后逐日升高,但终日不落,到夏至高度极值为45°,此后逐日下降,但仍终日不落,秋分时又整日徘徊于地平线,此后完全下沉,半年全黑。根据上述分析可以看出,赤道地区将有明显春夏秋季节变化,但没有冬季。中高纬度半年期间接受太阳辐射明显增强。由此赤道低压带势力必然减弱,而有日照的半年内极地高压是否能够存在都难说,大气环流将和现在迥然不同。 如此看来,北极地区夏季比现在温暖。冬季严寒自不必说,春分以后逐渐转暖,到了夏至,太阳正午高度45°,相当于地球目前南北纬68.5°,也就是极圈稍北的水平,但是由于太阳终日不落,因此“大暑”时极冰要比现在少得多,甚至完全消失。而冬季北极地区的寒冷程度与极冰和现在一样。极冰数量季节性的剧烈变化必然导致海平面的大幅度升降,沿海地区海岸线将大步进退。

春秋中文社区赤道呢?春分时太阳直射,自然炎热,以后逐渐转凉,到了夏至,太阳正午高度45°,相当于地球目前南北纬68.5°,也就是极圈稍北的水平,由于太阳有升有降,按接受太阳辐射能计算甚至不如同日的北极点。考虑到赤道全年辐射能总入量高于两极,且海洋有调温功能,夏至日气温或许高于北极点,或许还不如,但恐怕算不上凉爽怡人。以后又逐渐变热,秋分前后为最高点,以后逐渐转凉,冬至时又冷了。

北纬45°呢?冬至时太阳在地平线露个头就不见了,气候严寒。春分时太阳正午高度45°,相当于地球目前南北纬68.5°,好在昼夜均分,也比较冷了。夏至日太阳位于天顶,炎热异常。秋分后又开始变得寒冷。 远古时期地球的黄赤交角比现在大,所以热带范围大,连南北极都欣欣向荣。由此在下开始想这个问题,选取了一个特殊角度。这么一分析,情况还不这么简单。

在下以为除了南北两极地区夏季气温明显升高以外,赤道和中纬度地区气温的年较差均明显加大,季节变化明显。赤道地区在春分秋分前后出现了两个炎热期,而夏至冬至前后的天气恐怕不是在下原先说的凉爽,应该算寒冷了。而中纬度地区更可怕,夏至前后太阳射,完全是热带气候;春分秋分太阳高度相当于目前南北纬68.5°,已经很冷了;而冬至太阳在地平线露个头就不见了,完全是极地气候。

远古时期地球的黄赤交角比现在大,所以热带范围大,连南北极都欣欣向荣。由此开始我们思考一下这个问题,选取了一个特殊角度。这么一分析,情况还不这么简单。

我们以为除了南北两极地区夏季气温明显升高以外,赤道和中纬度地区气温的年较差均明显加大,季节变化明显。赤道地区在春分秋分前后出现了两个炎热期,而夏至冬至前后的天气恐怕不是在下原先说的凉爽,应该算寒冷了。而中纬度地区更可怕,夏至前后太阳射,完全是热带气候;春分秋分太阳高度相当于目前南北纬68.5°,已经很冷了;而冬至太阳在地平线露个头就不见了,完全是极地气候。

如此看来,在中高纬度冬天青蛙、恐龙等变温动物恐怕得练就一身超凡的冬眠本领才能混下去,而夏天就只能整天闷在水里才能不晒脱皮。即使在赤道,到了冬天它们也得冻得打哆嗦。如此水火交攻,能够繁衍下去的个个都是烈火金刚。唯独美了北极熊和企鹅,夏天能休个暑假。黄赤交角实际上是变化的,从22度到24.5度,四万年一个周期,就是这么小的改变产生了回归线漂移,可见黄赤交角对地球有多么大的影响!

黄赤交角变化不影响地球接受的总辐射量,但各纬度辐射量分布要受很大影响。据计算,当地轴倾斜度增大1°时,在极地年辐射量增加4.02%,而在赤道却减少0.35%。

此外影响气候的还有地球公转轨道偏心率的变化以及近日点的进动。地球公转轨道偏心率是在0.00—0.07之间变动的,其周期约为96000年。现在的偏心率等于0.0174,南半球比北半球年平均多接收6.7%的太阳辐射。偏心率的最大值为0.07,此时两半球接收到的太阳辐射量相差28%。

地球每58年推迟一天到达近日点,近日点的进动周期是20000余年。目前地球每年1月3日或4日到达近日点,如果近日点跑到6-7月,那么夏天北半球离太阳更近,但夏天缩短,冬天则更冷更长。

如果地球不幸处于黄赤交角最大值,偏心率最大值,近日点又在6-7月,那北半球低中纬度地区就惨了!