為什麼地球在北半球寒冬時離太陽最近

地球在1月初離太陽最近。軌道上的這個點叫做近日點，對北半球的人來說，正好是寒冬。7月初地球來到遠日點，離太陽最遠，而這時臺灣、歐洲和北美洲正是盛夏。

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

常見的迷思

靠近營火會比較暖，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》裡，攝影團隊在哈佛大學畢業典禮上問畢業生和老師四季是怎麼來的，大多數人給的都是某種版本的「距離說」。

兩個簡單的事實就能推翻它。第一，就像上面說的，對北半球來說時間兜不起來。第二，南北半球在同一時間是相反的季節。臺灣是夏天時，澳洲是冬天，但兩地和太陽的距離是一樣的。

距離其實變化很小

地球軌道是橢圓，但非常接近圓形。在近日點，地球距離太陽約1億4710萬公里；在遠日點，約1億5210萬公里。兩者只差3%多一點。

陽光會隨距離擴散變弱，所以1月到達大氣層頂端的陽光比7月強約7%。詳細日期、時刻和數據請看我們的近日點與遠日點一文。

7%不算小。但對某一個地點來說，地軸傾斜對照到地面的陽光影響大得多。

傾斜改變了什麼

地球繞太陽公轉時，地軸在太空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。南半球剛好相反。

傾斜首先改變太陽能爬多高。太陽高的時候，陽光幾乎垂直照在地面上，集中在一小塊面積。太陽低的時候，同一道光會攤到大得多的面積上，就像斜拿手電筒照地板一樣。而且低角度的陽光在照到你之前，要穿過更厚的空氣層。

傾斜也改變白天的長短。夏天太陽待在地平線上的時間長得多，地面有更多時間變熱，夜裡降溫的時間則更短。

下表比較羅馬和雪梨在夏至和冬至的情況。最後一欄是一整天照到一平方公尺水平地面的太陽輻射量，以大氣層外計算，不考慮雲和霧霾。

（1度電＝1千瓦小時。）

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。雪梨也一樣，只是差了半年。臺北緯度比羅馬低很多，冬夏差別沒那麼大，但道理相同。

從太空看

NASA的DSCOVR太空船在約150萬公里外拍攝地球整個白天的那一面。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下，南極洲則看不到。12月剛好相反。

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

距離真的完全沒影響嗎

有一點。南半球的夏天在近日點前後，所以那裡的夏季陽光比北半球稍強。例如在紐西蘭，太陽比較近，讓夏季紫外線比北半球同緯度的地方多約7%。空氣比較乾淨、夏季臭氧比較少，又讓紫外線再多一些。

不過，南半球的夏天整體來說並沒有比較熱。一個原因是地球離太陽近時跑得比較快。南半球一年中溫暖的半年，也就是從9月秋分到3月春分，大約179天；北半球溫暖的半年大約186天。在每個半年裡，靠近太陽的時間比較短，剛好抵消了比較強的陽光，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月很快變熱。因此就整個地球來說，在遠日點的7月反而比1月暖和好幾度。

不會永遠如此

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

就算到了那時，決定哪幾個月是夏天的還是地軸傾斜。距離只會讓北半球的夏天稍微強一點，南半球的夏天稍微弱一點。

資料來源與相關指南

• 美國海軍天文臺公布近日點、遠日點、春分秋分和夏至冬至的日期（英文）。
• NASA Space Place說明了季節形成的原因（英文）。
• NASA EPIC影像資料庫收錄了DSCOVR太空船每天拍攝的地球全貌照片。
• 紐西蘭國家水與大氣研究所（NIWA）說明了紐西蘭紫外線為什麼這麼強，包括太陽比較近的影響（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，以及每天能多出多少日照時間。

在 SolarWatch 中查看

「季節」卡片（英文）會顯示下一個春分、秋分或夏至、冬至是什麼時候。「日照時長」卡片（英文）顯示你所在地點今天太陽在地平線上的時間，「年度概覽」（英文）則顯示日出、日落和白天長度一整年的變化。這些曲線跟著地軸傾斜變化，幾乎看不出和日地距離的關係。