地球公轉(zhuǎn)造成四季更替

地球公轉(zhuǎn)還造成春夏秋冬周而復(fù)始的季節(jié)變化。地球到太陽的距離大約是1.5億千米，地球在固定的橢圓軌道上圍繞太陽公轉(zhuǎn)，周期是一年。同時，地球繞著自轉(zhuǎn)軸自轉(zhuǎn)，周期是一天。自轉(zhuǎn)軸并不與公轉(zhuǎn)軌道平面垂直，而是傾斜的，傾斜的角度約是23.5度。在公轉(zhuǎn)的過程中，自轉(zhuǎn)軸傾斜的角度是不變的，且自轉(zhuǎn)軸一直指向北極星。地球繞太陽公轉(zhuǎn)加上地球自轉(zhuǎn)軸的傾斜，這兩個因素共同造成了一年四季的寒暑變化。

地球自轉(zhuǎn)軸傾斜的角度也叫黃赤交角。黃指地球繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道平面，叫作黃道面；赤指的是通過地球球心垂直于地球自轉(zhuǎn)軸的一個平面——赤道面。赤道面與地球表面相交的大圓圈就是地球上的赤道。赤道面與黃道面的夾角就是黃赤交角。黃赤交角的大概值為23.5度，地理學(xué)中的南北回歸線緯度值，即南緯23.5度和北緯23.5度即來源于此。

地球公轉(zhuǎn)時自轉(zhuǎn)軸傾角不變，如下圖所示：地球的位置在圖的右側(cè)時，地球北極傾向于太陽，太陽正對的地球位置是北回歸線，這個時候北半球獲得的太陽能量多于南半球，使得北半球過夏天，南半球過冬天；半年之后，地球公轉(zhuǎn)到了圖左側(cè)，地球自轉(zhuǎn)軸傾斜方向不變，地球北極偏離了太陽，而地球南極傾向太陽。這個時候太陽直射地球南回歸線，北半球獲得的太陽能量就少于南半球，北半球成為冬季，南半球成為夏季。而春、秋這兩個季節(jié)，太陽光直射的區(qū)域剛好是地球的赤道區(qū)域，這個時候南、北半球溫度基本上是均衡的。由于地球在軌道上不停地公轉(zhuǎn)，所以一年就有了春夏秋冬的變化。

地球公轉(zhuǎn)示意圖（標(biāo)注的季節(jié)為北半球季節(jié)）

天文知識小卡片

 如果在野外迷失方向，那可以先找到北極星，它的正前方一定是正北方向，因此可以很快地按順時針方向定位東、南、西、北4個方向。找到北極星以后，還可以估計北極星相對于地平線的高度角，這個角度剛好就是所在地的地理緯度，這是北半球通用的規(guī)則。南半球的人看不到北極星，而且南天極附近沒有相應(yīng)的南極星，所以南半球的人要判斷方向和估計所在地的緯度要比北半球的人困難。不過，南天極雖然沒有南極星，卻有兩個非常漂亮的天體——大麥哲倫云和小麥哲倫云（通常被稱為大麥云和小麥云）。南半球居民能夠用肉眼看到這兩個漂亮的天體，實際上它們不是星云，而是河外星系，也是地球人唯一能用肉眼直接看到的河外星系。當(dāng)年麥哲倫的船隊航行到南美洲南端時看到了它們，才把這一發(fā)現(xiàn)帶回歐洲。

南半球夜空中的大麥云、小麥云和全天第二亮星老人星，
地面景致是位于南美洲智利北部的歐洲南方天文臺