白天黑夜和四季是怎么形成的
人類(lèi)的日常生活和浪漫情懷都為四季所影響，此外，它們還具有最乏味的天文背景。有陽(yáng)光照到的地方就是晝，沒(méi)有陽(yáng)光照到的地方就是夜，下面由學(xué)習(xí)啦小編為你詳細(xì)介紹白天黑夜和四季知識(shí)，一起學(xué)習(xí)。
四季形成的原因
地球上的四季首先表現(xiàn)為一種天文現(xiàn)象，不僅是溫度的周期性變化，而且是晝夜長(zhǎng)短和太陽(yáng)高度的周期性變化。當(dāng)然晝夜長(zhǎng)短和正午太陽(yáng)高度的改變，決定了溫度的變化。四季的遞變?nèi)虿皇墙y(tǒng)一的，北半球是夏季，南半球是冬季;北半球由暖變冷，南半球由冷變熱。晝夜長(zhǎng)短和太陽(yáng)高度，在不同季節(jié)有周期性變化規(guī)律。
從春分經(jīng)夏至到秋分，北半球處于夏半年，南半球處于冬半年。在此期間，北半球晝長(zhǎng)夜短，南半球晝短夜長(zhǎng);北極處于極晝，南極處于極夜;北回歸線(xiàn)以北的太陽(yáng)高度始終大于平均值，南回歸線(xiàn)以南則小于平均值。北回歸線(xiàn)以北太陽(yáng)升起于東北方的地平圈上，降落于西北方的地平圈上。二分日全球各地太陽(yáng)均升起于正東方，降落于正西方。
從秋分經(jīng)冬至到春分，北半球處于冬半年，南半球處于夏半年。在此期間，南北半球的晝夜長(zhǎng)短、極晝極夜和太陽(yáng)高度，都同上述情況相反。北回歸線(xiàn)以北太陽(yáng)升起于東南方的地平圈上，降落于西南方的地平圈上。
從夏至經(jīng)秋分到冬至，北半球由夏半年變?yōu)槎肽?，南半球由冬半年變?yōu)橄陌肽辍Ｔ诖似陂g，北半球晝漸短，夜?jié)u長(zhǎng)，極晝帶逐漸縮小;南半球晝漸長(zhǎng)，夜?jié)u短，極夜帶逐漸縮小。北回歸線(xiàn)以北太陽(yáng)高度一直在減小，南回歸線(xiàn)以南則在增大。北回歸線(xiàn)以北太陽(yáng)出升方向由東北變?yōu)闁|南，降落方向由西北變?yōu)槲髂?。秋分日由正東升起，正西降落。
從冬至經(jīng)春分到夏至，北半球由冬半年變?yōu)橄陌肽?，南半球由夏半年變?yōu)槎肽?。南北半球的晝夜長(zhǎng)短、極晝極夜和太陽(yáng)高度的變化同上述情況相反。北回歸線(xiàn)以北太陽(yáng)升起的方向由東南變?yōu)闁|北，降落方向由西南變?yōu)槲鞅薄?/p>
從冬至到春分和從夏至到秋分，全球各地晝長(zhǎng)都向平均值(12小時(shí))接近，極晝、極夜的范圍都逐漸縮小。北回歸線(xiàn)以北和南回歸線(xiàn)以南的太陽(yáng)高度都在向平均值接近。北回歸線(xiàn)以北，太陽(yáng)升起方向逐漸接近正東，降落方向接近于正西。
從春分到夏至和從秋分到冬至，全球各地晝夜長(zhǎng)短都在向極值變化，極晝、極夜的范圍都逐漸擴(kuò)大。北回歸線(xiàn)以北和南回歸線(xiàn)以南的太陽(yáng)高度也趨向極值。北回歸線(xiàn)以北太陽(yáng)升、落的方向，分別向東北、東南和西北、西南移動(dòng)。
由于南北回歸線(xiàn)之間的晝夜長(zhǎng)短和太陽(yáng)高度的變化較復(fù)雜，所占篇幅較多，我們沒(méi)有充分地說(shuō)明，讀者自行總結(jié)出規(guī)律來(lái)也是不難做到的。在分析的時(shí)候，最好能分成幾個(gè)階段來(lái)進(jìn)行。例如，在北半球，
可以從春分到太陽(yáng)直射該地算做一個(gè)階段，再到夏至為第二個(gè)階段，夏至以后到再次太陽(yáng)直射為第三個(gè)階段，以后可以把到冬至作為下一個(gè)階段，由冬至到春分是最后一個(gè)階段，太陽(yáng)完成了一次回歸運(yùn)動(dòng)。每個(gè)階段晝夜長(zhǎng)短、太陽(yáng)高度、太陽(yáng)的升落方向及正午時(shí)太陽(yáng)的方向(例如，北半球夏至?xí)r，太陽(yáng)在正午時(shí)位于天頂以北，冬至?xí)r則在天頂以南)，等等，都有較大的變化。
白天黑夜形成的原因
地球是一個(gè)不發(fā)光且不透明的球體，同一瞬間陽(yáng)光只能照亮半個(gè)球，被陽(yáng)光照亮的半個(gè)地球是白晝，沒(méi)有被陽(yáng)光照亮的半個(gè)地球是黑夜·晝半球和夜半球的分界線(xiàn)(圈)，叫做晨昏線(xiàn)(圈)。
任一瞬間，地球各地所初的晝夜[1] 狀態(tài)可以用太陽(yáng)高度來(lái)表達(dá).太陽(yáng)高度是太陽(yáng)高度角的簡(jiǎn)稱(chēng)，表示太陽(yáng)光線(xiàn)對(duì)當(dāng)?shù)氐仄矫娴膬A角.在晝半球上的各地，太陽(yáng)高度總是大于0度，即太陽(yáng)在地平線(xiàn)之上;在晨昏線(xiàn)上的各地，太陽(yáng)高度等于2度，即太陽(yáng)剛好位于地平線(xiàn)上;在夜半球上的各地，太陽(yáng)高度總是小于0度，即太陽(yáng)位于地平線(xiàn)之下.由于地球不停地運(yùn)動(dòng)，晝夜也就不斷地交替.晝夜交替的周期，或太陽(yáng)高度的日變化周期為24小時(shí)，叫做一太陽(yáng)日.太陽(yáng)日制約著人類(lèi)的起居作息，因而被用來(lái)作為基本的時(shí)間單位.此外，太陽(yáng)日時(shí)間不長(zhǎng)，使整個(gè)地球表面增熱和冷卻不致過(guò)分劇烈，從而保證了地球上生命有機(jī)體的生存和發(fā)展.
由于地球的自轉(zhuǎn)地球不同位置同一時(shí)刻的晝夜情況是不一樣的,有的是正午,有的是子夜,有的正經(jīng)歷晝夜交替的早晨或傍晚.當(dāng)某地太陽(yáng)升起到一天中最高位置時(shí),太陽(yáng)只射在該地所處的經(jīng)線(xiàn)上,這時(shí)就是當(dāng)?shù)氐恼?這樣確定的時(shí)間叫做地方時(shí)(local time).經(jīng)度每相差15度.地方時(shí)相差1小時(shí)。
由于地軸是傾斜的,所以地球上不同地區(qū)的晝夜長(zhǎng)短是不同的。在地球的南北兩極地區(qū)，太陽(yáng)終年斜射，晝夜長(zhǎng)短變化最大。南北半球的高緯度地區(qū)還會(huì)出現(xiàn)太陽(yáng)終日不落或終日不出的現(xiàn)象，即一天24小時(shí)都是白天或者都是黑夜，這就是極地地區(qū)的“極晝”和“極夜”現(xiàn)象。在南北極點(diǎn)，有長(zhǎng)達(dá)半年的極晝和極夜。
對(duì)于晝夜交替現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn),取決于哥白尼(Nicolaus Copernicus1473～1543)的日心說(shuō):地球饒著太陽(yáng)公轉(zhuǎn),同時(shí)也在自轉(zhuǎn),這就是一個(gè)對(duì)晝夜交替現(xiàn)象的合理解釋.提出日心說(shuō)后300年,一名叫傅科(Foucault，Jean-Bernard-Lon1819～1868)的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了擺的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,給日心說(shuō)提供了有力的證據(jù)。
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時(shí)區(qū)：
地球是自西向東自轉(zhuǎn)，東邊比西邊先看到太陽(yáng)，東邊的時(shí)間也比西邊的早。東邊時(shí)刻與西邊時(shí)刻的差值不僅要以時(shí)計(jì)，而且還要以分和秒來(lái)計(jì)算，這給人們帶來(lái)不便。
為了克服時(shí)間上的混亂，1884年在華盛頓召開(kāi)的一次國(guó)際經(jīng)度會(huì)議(又稱(chēng)國(guó)際子午線(xiàn)會(huì)議[1] )上，規(guī)定將全球劃分為24個(gè)時(shí)區(qū)(東、西各12個(gè)時(shí)區(qū))。規(guī)定英國(guó)(格林尼治天文臺(tái)舊址)為中時(shí)區(qū)(零時(shí)區(qū))、東1-12區(qū)，西1-12區(qū)。每個(gè)時(shí)區(qū)橫跨經(jīng)度15度，時(shí)間正好是1小時(shí)。最后的東、西第12區(qū)各跨經(jīng)度7.5度，以東、西經(jīng)180度為界。每個(gè)時(shí)區(qū)的中央經(jīng)線(xiàn)上的時(shí)間就是這個(gè)時(shí)區(qū)內(nèi)統(tǒng)一采用的時(shí)間，稱(chēng)為區(qū)時(shí)，相鄰兩個(gè)時(shí)區(qū)的時(shí)間相差1小時(shí)。例如，中國(guó)東8區(qū)的時(shí)間總比泰國(guó)東7區(qū)的時(shí)間早1小時(shí)，而比日本東9區(qū)的時(shí)間遲1小時(shí)。因此，出國(guó)旅行的人，必須隨時(shí)調(diào)整自己的手表，才能和當(dāng)?shù)貢r(shí)間相一致。凡向西走，每過(guò)一個(gè)時(shí)區(qū)，就要把表?yè)苈?小時(shí)(比如2點(diǎn)撥到1點(diǎn));凡向東走，每過(guò)一個(gè)時(shí)區(qū)，就要把表?yè)芸?小時(shí)(比如1點(diǎn)撥到2點(diǎn))。并且規(guī)定英國(guó)(格林尼治天文臺(tái)舊址)為本初子午線(xiàn)，即零時(shí)(24時(shí))經(jīng)線(xiàn)。
四季的變化規(guī)律
從春分經(jīng) 夏至到 秋分，北半球處于夏半年，南半球處于冬半年。在此期間，北半球晝長(zhǎng)夜短，南半球晝短夜長(zhǎng); 北極處于極晝， 南極處于極夜; 北回歸線(xiàn)以北的太陽(yáng)高度始終大于平均值， 南回歸線(xiàn)以南則小于平均值。 北回歸線(xiàn)以北太陽(yáng)升起于東北方的地平圈上，降落于西北方的地平圈上。二分日全球各地太陽(yáng)均升起 于正東方，降落于正西方。
從秋分經(jīng) 冬至到春分， 北半球處于冬半年， 南半球處于夏半年。在此期間，南北半球的晝夜長(zhǎng)短、 極晝極夜和太陽(yáng)高度，都同上述情況相反。 北回歸線(xiàn)以北太陽(yáng)升起于東南方的地平圈上，降落于西南方的地平圈上。
從夏至經(jīng)秋分到冬至，北半球由夏半年變?yōu)槎肽?，南半球由冬半年變?yōu)橄陌肽辍Ｔ诖似陂g，北半球晝漸短，夜?jié)u長(zhǎng)，極晝帶逐漸縮小;南半球晝漸長(zhǎng)，夜?jié)u短，極夜帶逐漸縮小。 北回歸線(xiàn)以北太陽(yáng)高度一直在減小，南回歸線(xiàn)以南則在增大。 北回歸線(xiàn)以北太陽(yáng)出升方向由東北變?yōu)闁|南，降落方向由西北變?yōu)槲髂稀?秋分日由正東升起，正西降落。
從冬至經(jīng)春分到夏至，北半球由冬半年變?yōu)橄陌肽?，南半球由夏半年變?yōu)槎肽辍Ｄ媳卑肭虻臅円归L(zhǎng)短、 極晝極夜和太陽(yáng)高度的變化同上述情況相反。北回歸線(xiàn)以北太陽(yáng)升起的方向由東南變?yōu)闁|北，降落方向由西南變?yōu)槲鞅薄?/p>
從冬至到春分和從夏至到 秋分，全球各地晝長(zhǎng)都向平均值(12小時(shí))接近，極晝、極夜的范圍都逐漸縮小。 北回歸線(xiàn)以北和 南回歸線(xiàn)以南的太陽(yáng)高度都在向平均值接近。 北回歸線(xiàn)以北，太陽(yáng)升起方向逐漸接近正東，降落方向接近 于正西。
從春分到夏至和從秋分到 冬至，全球各地晝夜長(zhǎng)短都在向極值變化，極晝、極夜的范圍都逐漸擴(kuò)大。北回歸線(xiàn)以北和南回歸線(xiàn)以南的太陽(yáng)高度也趨向極值。 北回歸線(xiàn)以北太陽(yáng)升、落的方向，分別向東北、東南和西北、西南移動(dòng)。
由于 南北回歸線(xiàn)之間的晝夜長(zhǎng)短和太陽(yáng)高度的變化較復(fù)雜，所占篇幅較多，我們沒(méi)有充分地說(shuō)明，讀者自行總結(jié)出規(guī)律來(lái)也是不難做到的。在分析的時(shí)候，最好能分成幾個(gè)階段來(lái)進(jìn)行。例如，在北半球， 可以從春分到太陽(yáng)直射該地算做一個(gè)階段，再到夏至為第二個(gè)階段，夏至以后到再次太陽(yáng)直射為第三個(gè)階段，以后可以把到冬至作為下一個(gè)階段，由冬至到春分是最后一個(gè)階段，太陽(yáng)完成了一次回歸運(yùn)動(dòng)。每個(gè)階段晝夜長(zhǎng)短、太陽(yáng)高度、太陽(yáng)的升落方向及正午時(shí)太陽(yáng)的方向(例如，北半球夏至?xí)r，太陽(yáng)在正午時(shí)位于天頂以北，冬至?xí)r則在天頂以南)，等等，都有較大的變化。
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