7月北半球很炎熱 但其實此時地球離太陽最遠
在遠日點,我們的星球接收到的陽光比1月份減少了7%,但是地球軌道的變化並不是導致季節變化的原因。據紐約時報報道,在上周五,地球將向軌道最外點也就是遠日點移動,你、我以及地球上的每一個人離太陽的距離比我們離太陽最近的時候遠了500萬公里。
發生這種變化是因為我們的行星軌道不是完美的圓形。相反,它被壓成一個橢圓形,太陽從中心偏移,這使得地球每年7月會運行到其最遠點,每年1月運行到最內點或近日點(確切日期每年略有變化) 。
因此,雖然創紀錄的氣溫和北半球肆虐的野火可能會讓你覺得太陽離我們彷彿近在咫尺,但事實恰恰相反,與1月相比,我們與太陽的距離更遠,接收到的陽光量下降了7%。
但也不要因此就為炎炎夏季鬆了一口氣,地球上的季節變化來源於直射陽光量的變化而非公轉軌道,因為地球繞太陽公轉時地軸是傾斜的,所以太陽光入射地球的角度發生變化。倘若要由公轉軌道引起季節變化,那麼這個軌道必須要足夠扁平,這樣接收到的陽光量才會有顯著的變化。
倘若有如此運行軌道的行星,那這些行星上面的生命是怎樣的呢?看看火星就知道了,它的橢圓軌道導致其接收到的太陽光量年度變化率高達31%,也就是說,火星上的季節變化確實是由其公轉軌道引起的。
「我覺得有趣的是,如果你在火星上,對地球季節的普遍誤解實際上是正確的,」行星科學研究所的天體生物學家戴維·格里普森(David Grinspoon)說,「火星上的學生們學到的肯定跟地球上的不一樣。」
就像地球一樣,火星也會在其北半球的夏季也就是南半球的冬季朝著寒冷的外太陽系移動。但是因為火星的移動幅度要大得多,陽光的急劇減少造就了火星上較溫和的北半球夏季和寒冷的南半球冬季。之後,火星靠近太陽,帶來了溫暖的北半球冬季和炎熱的南半球夏季。
亞利桑那州立大學的行星科學家坦尼亞·哈里森(Tanya Harrison)在談到火星南半球夏季時說:「這就像是從篝火上方的安全距離慢慢地烤著你的棉花糖,然後突然靠近火焰,將棉花糖快速烤成焦糖。」
簡而言之,這個星球戲劇性的公轉軌道緩和了北半球季節的交替,但卻加劇了南半球不同季節間的氣溫變化。
這種效果如此明顯,甚至通過望遠鏡就能看得到。比如,這顆紅色星球的極地冰蓋在冬季生長,在夏季縮小。但由於南半球冬季比北半球冬季更加極端,南極冰蓋的增長速度是北極冰蓋的兩倍多。
另一方面,火星上南半球炙熱的夏季會產生強烈的風,將塵土從地面捲起,吹到大氣中,甚至引發一些規模越來越大的沙塵暴,籠罩著整個星球,就像目前威脅美國宇航局「機遇號」探測器的沙塵暴一樣。
更重要的是:這種被壓扁的軌道不僅導致季節強度不對稱,而且長度也不同。當一顆行星運行到其軌道的最外層邊緣時,它的速度將顯著減慢。然後,當它開始向太陽靠近時會加速移動。這意味著雖然火星南半球的夏季非常炙熱,但要比北半球夏季短約30天。
火星的北極冰蓋在冬天生長,在夏天收縮,但沒有南方那麼顯著
火星上季節的變化仍然並沒有那麼劇烈。
麻省理工學院的天文學家理查德·賓澤爾(Richard Binzel)說:「在火星上能夠比在地球上更明顯地感覺到軌道距離的變化,但是要是在冥王星上,情況會更糟。」
這顆矮行星的軌道甚至比火星的軌道更平坦,導致陽光變化率高達64%。也就是說,在冥王星按其軌道繞太陽運行的一個將近250年的公轉周期里,它最接近太陽的時間是它的春秋兩季,此時陽光增加帶來的影響要比夏天更小。但情況並非總是如此,由於太陽系永恆時間中行星的變化,冥王星最接近太陽的時點也在逐漸變化。
就在不到一百萬年前,冥王星在其北方的夏季靠近太陽。這兩種效應共同創造了一個「超級季節」,氣候如此溫暖,以至於甲烷和氮氣的液體可以在冥王星寒冷的地面上流淌。 「這對冥王星來說是非常炎熱的一天,」賓澤爾博士說,「2015年,NASA的「新視野號」探測器在探測火星時發現了這些水流的痕迹。」
雖然這個星球在過去的約90萬年里已經降溫,但在接下來的90萬年里,它將迎來另一個超級季節,屆時南半球將在其最靠近太陽的位置向太陽移動。
地球的軌道,終有一天也會改變。雖然目前我們的星球最接近太陽的時點發生在北方的冬季,但隨著時間的推移,這個時點在逐漸變化。大約一萬年後,地球最接近太陽的時點將出現在北半球的夏季。
但是考慮到地球相對圓形的軌道,地球上永遠不會出現像冥王星上那樣的超級季節或者像火星上那樣的極端不對稱季節。相反,我們的星球將保持相對穩定,這一特徵更有利於生命存續。
稿源:網易科技


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