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孩子们总是满怀好奇，为了帮助爸爸妈妈们回答这些包罗万象稀奇古怪的疑问，童学馆开启了“好奇的孩子”专题。 2月4日是今年的除夕，也是新一年二十四节气的开始——立春。地球上的四季又经历了一个轮回，它们是规律，以至人们常常根据四季的时间来制定生产劳作的计划。  四季交替是如何产生的呢？ 提问者：Shrey，孟买 解答者：Gareth Dorrian，诺丁汉特伦特大学空间科学研究员 Ian Whittaker，诺丁汉特伦特大学讲师 翻译：听香 编辑：果酱 地球南北正相反 在一年的时光里，地球都在围绕着太阳公转。之所以有季节，是因为在环绕太阳的过程中，地球是倾斜的。地球的倾斜会影响每个半球的日照量，从而影响了地球上阳光照射区域的温度。 假如你生活在北半球——即赤道以北，如欧洲、亚洲或北美——那么冬天就会出现在12月、1月和2月。在这些时间里，北半球离太阳比较远，白天也比较短。 对于赤道以南的任何地方，如澳大利亚或拉丁美洲，这几个月则是夏天。此时南半球向太阳倾斜靠近，一天就会更长。  季节也让一些地区出现了雨季和旱季之分。图片来源：Arne Hückelheim / wikimedia 四季的中点 每个季节都有一个中间的日子。对于夏季和冬季，这一中点分别被称为夏至和冬至。夏至是一年中白昼最长、夜晚最短的一天；冬至则是一年中白昼最短、夜晚最长的一天。 在春季和秋季，这一中间点分别被称为春分和秋分。在春分和秋分日，白天和黑夜的长度是一样的。 早在几千年前的石器时代，人们就知道如何计算出一年中什么时候会是春分、夏至、秋分和冬至。  巨石阵中几个重要的位置，似乎都是用来指示太阳在夏至那天升起的位置，而从反方向看刚好就是冬至日太阳降下的位置。但迄今为止，没有人确切知道当初建造它的目的到底是什么。图片来源：codybeckner / Flickr 而现在，人们甚至可以知道如何计算其他行星上的季节，例如，火星上的下一个春分是3月23日。 模拟地球的旅程 要了解地球是如何环绕太阳运动的，不妨想象一个小球（代表地球）在一个灯泡（太阳）周围绕着一个圆圈移动，并假设在地球中间画一条代表赤道的线（如果你家里有这些材料，你也可以自己试试）。 当小球在灯泡周围移动时，最接近灯光的一半将被照亮，而另一半会处在黑暗中。灯泡周围完整的一圈代表了地球上整整一年的时间。 当你在灯泡周围移动小球时，试着用手指转动小球，使光线总是直接照到赤道上。 如果地球像这样环绕太阳运动，白天和黑夜在全年中都会是一样的长度，就不会有季节之分了。  如果没有倾斜角度，就意味着南、北半球全年接收到的光照是一样的，就不会有任何的季节了。图片来源：Ian Whittaker 地球的倾斜 现在，拿着那个小球，把它倾斜到一个角度，这样灯泡的光就不再直接照射在赤道上。如果你在家里这样做，可能会让小球的上半部或下半部都接收到灯光。 现在，小球的任意半球在任何时候都会得到不同程度的光线照射——远离灯泡的半球光线较少，向灯泡倾斜的半球较多。如下图，向灯泡倾斜的半球处在“夏季”，而远离灯泡的半球处在“冬季”。  地球有倾斜角了，所以南半球能够得到比北半球更多的光线。这就意味着南半球是夏天，而北半球是冬天。这很有可能是一月份地球相对太阳所处的位置。图片来源：Ian Whittaker 让小球保持在相同的角度，将它移动到灯泡的另一侧，原本远离灯泡的半球现在向灯泡倾斜了。所以此时，原本处在“冬天”的半球现在是在“夏天”，而另一个半球现在就是“冬天”了。  地球移动到另一侧了，所以现在北半球是夏天而南半球是冬天。这很有可能是六月。图片来源：Ian Whittaker 类似的过程也发生在地球绕太阳公转的时候，这也是我们在一年中特定时间拥有不同季节的原因。 还有一点，冬天时我们接收到的阳光减少、气温较低，并不是因为我们所在的半球离太阳更远，而是因为太阳在地平线以上的时间短很多。 |
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