為甚麼地球在北半球隆冬時離太陽最近

地球在1月初離太陽最近。軌道上的這一點叫作近日點，對北半球的人來說，正好是隆冬時節。7月初地球到達遠日點，離太陽最遠，而這時香港、歐洲和北美正值盛夏。

所以，夏天炎熱不可能是距離造成的。季節來自地軸的傾斜，傾角約23.44度。距離變化的影響很小，主要體現在南半球。

常見的誤解

靠近火堆會更暖和，這聽起來很合理。很多人也用同樣的道理解釋季節。在1987年的紀錄片《A Private Universe》中，攝製組在哈佛大學畢業典禮上問畢業生和教師四季從何而來，大多數人給出的都是某種版本的「距離說」。

兩個簡單的事實就能推翻它。第一，正如上面所說，對北半球來說時間對不上。第二，南北半球在同一時刻處於相反的季節。香港是夏天時，澳洲是冬天，可兩地到太陽的距離是一樣的。

距離變化有多小

地球軌道是橢圓，但非常接近圓形。在近日點，地球距太陽約1.471億公里；在遠日點，約1.521億公里。兩者相差略多於3%。

陽光會隨距離擴散減弱，因此1月到達大氣層頂部的陽光比7月強約7%。具體日期、時刻和數據見我們的近日點與遠日點一文。

7%並不算小。但就某一個地方而言，地軸傾斜對到達地面的陽光的影響要大得多。

傾斜改變了甚麼

地球繞太陽公轉時，地軸在空間中始終指向同一個方向。6月，北半球傾向太陽；12月，北半球背向太陽。南半球正好相反。

傾斜首先改變太陽能升多高。太陽高時，陽光幾乎垂直照到地面，集中在一小塊面積上。太陽低時，同一束光會攤到大得多的面積上，就像斜着拿電筒照地面一樣。而且低角度的陽光到達你之前，要穿過更厚的空氣層。

傾斜也改變日間的長短。夏天太陽在地平線以上的時間長得多，地面有更多時間升溫，晚上降溫的時間則更短。

下表比較了羅馬和悉尼在夏至和冬至的情況。最後一欄是一整天落到一平方米水平地面上的太陽輻射量，按大氣層外計算，不考慮雲和煙霞。

6月的羅馬比12月離太陽遠約3%，每天得到的陽光卻是12月的三倍多。這就是傾斜的作用。悉尼也是一樣，只是相差半年。香港緯度較低，冬夏之間的差別沒有那麼大，但道理相同。

從太空看

NASA的DSCOVR探測器在約150萬公里外拍攝地球整個日間的一面。把它6月和12月的照片放在一起，就能直接看到傾斜。夏至前後，北極地區沐浴在陽光中，南極洲則看不到。12月正好相反。

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

距離真的毫無影響嗎

有一點影響。南半球的夏天在近日點前後，所以那裏的夏季陽光比北半球略強。例如在新西蘭，太陽較近令夏季紫外線比北半球同緯度地區多約7%。空氣較潔淨、夏季臭氧較少，又令紫外線再多一些。

不過，南半球的夏天整體上並不更熱。一個原因是地球離太陽近時走得更快。南半球一年中溫暖的半年，即從9月秋分到3月春分，約179天；北半球溫暖的半年約186天。在每個半年裏，靠近太陽的時間較短，正好抵消了較強的陽光，南北半球得到的總量相同。

另一個原因是南半球大部分是海洋。水升溫慢、降溫也慢，所以南半球的夏天比較溫和。北半球的大片陸地則在7月迅速升溫。因此，就整個地球而言，處於遠日點的7月比1月暖和幾度。

並非永遠如此

近日點落在1月，只是我們這個時代的巧合。地軸的指向在緩慢擺動，軌道本身也在轉動，所以近日點的日期會在日曆上慢慢移動。大約在1250年前後，它接近12月的冬至。大約1萬年後，它會移到北半球的夏天，那時北半球將在6月離太陽最近。

即使到那時，決定哪幾個月是夏天的仍然是地軸傾斜。距離只會令北半球的夏天稍強一點，南半球的夏天稍弱一點。

資料來源與相關指南

• 美國海軍天文台公佈近日點、遠日點、春分秋分和夏至冬至的日期（英文）。
• NASA Space Place解釋了季節形成的原因（英文）。
• NASA EPIC圖像檔案收錄了DSCOVR探測器每天拍攝的地球全貌照片。
• 新西蘭國家水與大氣研究所（NIWA）解釋了新西蘭紫外線為何這麼強，包括太陽較近的影響（英文）。
• 哈佛-史密森天體物理中心介紹了紀錄片《A Private Universe》（英文）。
• 相關SolarWatch指南：近日點與遠日點，以及每天多出多少日照時間（英文）。

在 SolarWatch 中查看

季節卡片會顯示下一個春分、秋分或夏至、冬至在甚麼時候。日照時長卡片顯示你所在地今天太陽在地平線以上的時間，年度概覽則顯示日出、日落和日照長度在一年中怎樣變化。這些曲線跟着地軸傾斜變化，幾乎看不出與太陽距離的關係。