为什么地球在北半球隆冬时离太阳最近

地球在1月初离太阳最近。轨道上的这个点叫作近日点，对北半球的人来说，正好是隆冬时节。7月初地球到达远日点，离太阳最远，而这时中国、欧洲和北美正值盛夏。

所以，夏天炎热不可能是距离造成的。季节来自地轴的倾斜，倾角约23.44度。距离变化的影响很小，主要体现在南半球。

常见的误解

靠近火堆会更暖和，这听起来很合理。很多人也用同样的道理解释季节。在1987年的纪录片《A Private Universe》中，摄制组在哈佛大学毕业典礼上问毕业生和教师四季是怎么来的，大多数人给出的都是某种版本的“距离说”。

两个简单的事实就能推翻它。第一，正如上面所说，对北半球来说时间对不上。第二，南北半球在同一时刻处于相反的季节。中国是夏天时，澳大利亚是冬天，可两国到太阳的距离是一样的。

距离变化有多小

地球轨道是椭圆，但非常接近圆。在近日点，地球距太阳约1.471亿千米；在远日点，约1.521亿千米。两者相差略多于3%。

阳光会随距离扩散变弱，因此1月到达大气层顶部的阳光比7月强约7%。具体日期、时刻和数据见我们的近日点与远日点一文。

7%并不算小。但就某一个地方而言，地轴倾斜对到达地面的阳光的影响要大得多。

倾斜改变了什么

地球绕太阳公转时，地轴在空间中始终指向同一个方向。6月，北半球倾向太阳；12月，北半球背离太阳。南半球正好相反。

倾斜首先改变太阳能升多高。太阳高时，阳光几乎垂直照到地面，集中在一小块面积上。太阳低时，同一束光会摊到大得多的面积上，就像斜着拿手电筒照地面一样。而且低角度的阳光到达你之前，要穿过更厚的空气层。

倾斜还改变白天的长短。夏天太阳在地平线以上的时间长得多，地面有更多时间升温，夜里降温的时间则更短。

下表比较了罗马和悉尼在夏至和冬至的情况。最后一列是一整天落到一平方米水平地面上的太阳辐射量，按大气层外计算，不考虑云和雾霾。

6月的罗马比12月离太阳远约3%，每天得到的阳光却是12月的三倍多。这就是倾斜的作用。悉尼也是一样，只是相差半年。纬度与罗马相近的北京，情况也差不多。

从太空看

NASA的DSCOVR探测器在约150万千米外拍摄地球整个白天的一面。把它6月和12月的照片放在一起，就能直接看到倾斜。夏至前后，北极地区沐浴在阳光中，南极洲则看不到。12月正好相反。

NASA EPIC Team · 2024-06-20 / 2024-12-21

距离真的毫无影响吗

有一点影响。南半球的夏天在近日点前后，所以那里的夏季阳光比北半球略强。例如在新西兰，太阳更近使夏季紫外线比北半球同纬度地区多约7%。空气更洁净、夏季臭氧较少，又让紫外线再多一些。

不过，南半球的夏天总体上并不更热。一个原因是地球离太阳近时跑得更快。南半球一年中温暖的半年，即从9月的秋分到3月的春分，约179天；北半球温暖的半年约186天。在每个半年里，靠近太阳的时间更短，正好抵消了更强的阳光，南北半球得到的总量相同。

另一个原因是南半球大部分是海洋。水升温慢、降温也慢，所以南半球的夏天比较温和。北半球的大片陆地则在7月迅速升温。因此，就整个地球而言，处在远日点的7月比1月要暖和几摄氏度。

并非永远如此

近日点落在1月，只是我们这个时代的巧合。地轴的指向在缓慢摆动，轨道本身也在转动，所以近日点的日期会在日历上慢慢移动。大约在1250年前后，它靠近12月的冬至。大约1万年后，它会移到北半球的夏天，那时北半球将在6月离太阳最近。

即使到那时，决定哪几个月是夏天的仍然是地轴倾斜。距离只会让北半球的夏天稍强一点，南半球的夏天稍弱一点。

资料来源与相关指南

• 美国海军天文台公布近日点、远日点、春分秋分和夏至冬至的日期（英文）。
• NASA Space Place解释了季节形成的原因（英文）。
• NASA EPIC图像档案收录了DSCOVR探测器每天拍摄的地球全貌照片。
• 新西兰国家水与大气研究所（NIWA）解释了新西兰紫外线为何这么强，包括太阳更近的影响（英文）。
• 哈佛-史密森天体物理中心介绍了纪录片《A Private Universe》（英文）。
• 相关SolarWatch指南：近日点与远日点，以及每天多出多少日照时间（英文）。

在 SolarWatch 中查看

季节卡片会显示下一个春分、秋分或夏至、冬至在什么时候。日照时长卡片显示你所在地今天太阳在地平线以上的时间，年度概览则显示日出、日落和白天长度在一年中怎样变化。这些曲线跟着地轴倾斜变化，几乎看不出与太阳距离的关系。