《两小儿辩日》中,早晨太阳距离地球远,所以我们感觉凉;中午太阳近所以热,到底是这样吗?

2020-07-05 20:58 来源: 高考学习网 本文影响了:87人

造成“早上感觉凉,中午感觉热”的正真原因并不是距离太阳的远近。而是太阳的高度角和地球的大气层。

一天之中,日地距离到底怎么变化。

就一天之内来说,我们早上距离太阳和中午距离太阳确实是会变化的,但是一天之内的日地距离变化,还不足以引起早上和正午气温的差异。我们所先来说说,我们的日地距离是这么变化的。根据开普勒第一定律:每一行星沿着各自的椭圆轨道绕转太阳,而且太阳就在这一个椭圆的一个焦点上。

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从图中我们可以很清楚的知道,在每年的一月初地球公转到今日点,这个时候的日地距离是最短的,而七月初的时候,日地距离是最远的。根据地球的公转,我们可以简单总结出这样一个规律。从一月初到七月初,地球距离太阳的距离是越来越远的,而从七月初到次年的一月初,地球距离太阳的距离是越来越近的。

那么,一天之内日地距离是怎么变化的呢?

这要看具体的时间阶段,如果是处在一月初到一月初,早上距离太阳最近,中午次之,太阳落山的时候就跟远了。但是,要是到了,七月初至次年的一月初,一天内的日地距离顺着时间的推移,却是越来越近的。

所以,日地距离的远近不是造成一天之中早上和中午气温差异的原因。

太阳高度角和地球大气层,才是造成早上中午气温差异的主要原因。

什么是太阳高度角?太阳高度角就是太阳光线与地平面的夹角,你可以简单的理解月太阳光线与地面的夹角。看图一目了然。

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我们知道我一天之中,太阳光线与地面平的角度是会随着时间的变化而变化的,具体的规律就是:早上的时候太阳光线鱼与地面的夹角最小,早上至中午太阳光线与地面的夹角越来越大,到了正午的时候时候,太阳光线与地面的夹角最大。中午过后到太阳落山,太阳光线与地面的夹角又慢慢的变小。根据这个规律我们可以知道,不同时候太阳光线穿过的大气层厚度是不一样的。我们看图。

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从图中我们很容易就能够发现,早上的时候太阳高度角小,太阳光线穿过的大气层厚度就越厚,正午时,太阳高度角大,太阳光线穿过的大气层厚度就薄。

而大气层中的水汽、二氧化碳、臭氧、固体杂质和空气分子等会对穿过大气层中的太阳光进行吸收、散射和反射,使得到达地面的太阳辐射减少,这就是大气层对太阳辐射的削弱作用。太阳管线穿过的大气层越厚,被反射、吸收和散射的就越多,被削弱的就越多,到达地面的太阳辐射就越少,近地面的气温就越低。这是早上感觉凉而中午感觉热的原因之一。

为什么是原因之一,因为还有一个更为重要的原因。

那就是同样单位太阳辐射散布的面积不一样。

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我垂直于太阳光线截取1平方米的太阳光,假设这1平方米太阳辐射所携带的热量就是100个单位的热量。那么当太阳高度角为90度时,就是太阳在头顶的时候,这1平米的阳光它散布在地面上的面积就是1平米。那么这1平米的地面就获得了100个单位的热量,这个时候气温就比较的高。如果是太阳高度角很小的时候,也就是日出或者日落的时候,那么这1平米的太阳光散布在地面的面积却远远大于1平米,那么,在太阳高度角小的时候,地面1平米的面积就没有获得100个单位的热量,这个时候气温就比较的低。这是早上晒太阳凉而中午晒太阳热的原因了。

所以,早上凉中午热,跟与太阳的远近没有太大的关系,真正起决定作用的是不同太阳高度角导致的太阳光穿过的大气层厚度不同,被大气削弱的太阳辐射不同和太阳光散布的面积不同,单位面积地面获得的太阳辐射能量不同。