什么影响天亮时间?
地球自转和公转共同影响了天亮的时间和过程。 先说一下地球自转的影响,我们都知道在地球上东西两个半球的时间是有差别的,西半球的时间要早于东半球。这是因为地球在自转的同时,东半球被阳光照射的半个球面比西半球接受的光照多,所以温度高,空气对流强烈,容易形成云雨,从而阻碍了夜晚的星空看到;而西半球则恰恰相反,云雨的阻碍作用较小,可以看见干净的夜空和闪烁的繁星。这是导致东西方时差的主要原因。 但是这个原因不是造成天亮时间差异的直接原因。
我们知道当太阳到达某个经线时,该经线地区必然出现白天,此时太阳直射点所在经线的区为正午(当地钟摆摆动到最高/最低位置时刻)。如果继续跟踪钟摆的运动,大约过30分钟后,太阳光线才抵达一个经线上空,那里的人就进入了黄昏。又过了约30分钟,太阳恰好移动到一个新经线上,在那里黑夜与白昼交替。最后,约1小时后,太阳再次回到原经线,那里的人们将进入黎明阶段(但此时对于其他经线地区的我们来说,已经是上午或者下午的时间了)。可见,地球的自转导致了日出日落的时空差异。
再来说说公转的影响。由于黄赤交角的存在,太阳辐射能够照射到的地面面积是有时间差的。在北回归线附近,每年6月22日前后,太阳会直射北回归线,此时正是夏至,也是白昼最长的一天,此后太阳直射点开始逐步向南移动。而在南回归线附近,则正好相反。随着太阳直射点的不断移动,北回归线及南回归线附近的昼夜长短也发生周期性变化。每年的12月22日左右,太阳又会直射在南回归线上,也就是冬至,此时北半球白昼最短,夜间最长。
之后,太阳直射点又逐步向北移动。到了春分或者秋分,太阳直射点位于赤道,全球各地昼夜等长。随着太阳直射点进入北寒带,冬至渐渐远离,北半球的白昼一天天增长,而南半球的白昼一天天地缩短。直到次年6月22日,太阳直射北回归线,北半球迎来夏至,南半球迎来冬至。 公转的影响还可以用太阳高度来解释。在公转轨道上的任何一个点,太阳高度都有最大值和最小值。
其中,夏至、冬至分别对应着太阳高度的最低点和最高点,春分、秋分则分别处于这两个极值的中间状态。而最大的太阳高度差正是出现在春分时,这时太阳直射点位于赤道上,从北往南数第二个纬线圈上各点(除两极外)的太阳高度均为零,所以春分也称“无日”或“日月同辉”。同样道理,秋分时太阳高度最小,从南往北数第二个纬线圈上各点(除北极外)的太阳高度均为零,故名“无月”。