说出来你可能不信,2026年1月4日,也就是今天的太阳是一年之中最大的。你是否感到一丝错愕?窗外寒风呼啸,你裹紧羽绒服,抬头望向那个在冬日晴空中显得格外明亮的太阳——它看起来似乎确实比夏日午后更大、更耀眼。这不是错觉,而是一年一度上演的宇宙奇观:地球正在穿越它椭圆轨道上那个距离太阳最近的神秘点——近日点。
此刻,太阳与地球之间仅隔着约1.471亿公里的宇宙空间,这比七月初远日点时近了整整500万公里,相当于地球到月亮距离的13倍。若将太阳比作一个标准篮球,此时的地球就像在约26米外环绕它飞行的一粒芝麻——但比起半年前,这粒芝麻向篮球靠近了将近1米。
这微妙的“靠近”带来直观变化:太阳的视直径比七月扩大了约3%。别小看这3%,在天文望远镜的日面观测中,太阳黑子、日珥等细节会因此清晰些许。更深刻的物理定律悄然运作:根据开普勒行星运动第二定律,地球此时正以每秒约30.3公里的速度在轨道上飞驰,达到年度峰值,比七月的速度每秒快出整整1公里。这意味着,北半球的冬天,实际上是一年中地球“跑得最快”的季节。
这引出了最令人费解的问题:为什么当地球最靠近太阳、接收太阳辐射多出近7%时,北半球却正值数九寒天?
秘密隐藏在23.5度的倾斜中。地球的地轴并非垂直于轨道平面,而是保持约23.5度的倾角。这个倾角决定了太阳直射点在南北回归线之间移动,主导了季节变迁。
一月近日点时,太阳直射点位于南回归线附近。对北半球而言,太阳光以较大角度斜射大地——同样一束阳光,斜射时能量分散在更大面积上,单位面积接收的热量减少。同时,北半球昼短夜长,太阳在天空中的轨迹低平,日照时间缩短。这两个因素共同作用,抵消了距离缩短带来的额外辐射,使北半球进入寒冬。
反观南半球,此时正沐浴在夏日阳光中:太阳近乎直射、白昼漫长。距离的略微靠近,叠加直射效应,让南半球的夏季比北半球的夏季理论上更“热”一些(尽管海洋等因素会调节实际气候)。
这条每年让我们时而靠近、时而远离太阳的椭圆轨道,是人类理解宇宙的关键里程碑。
1609年,天文学家开普勒分析了第谷·布拉赫数十年积累的火星观测数据,石破天惊地提出:行星轨道不是完美的圆形,而是椭圆;太阳不在圆心,而在椭圆的一个焦点上。十年后,他进一步发现行星在相等时间内扫过相等面积,解释了地球近日点速度快、远日点速度慢的现象。
近八十年后,牛顿用万有引力定律为这条椭圆轨道提供了更深刻的解释:太阳与地球间的引力束缚,使地球必须沿着这条特定曲线运行。而地轴的倾斜,则可能源于地球形成初期的一次巨大撞击。
正是这“倾斜的椭圆舞步”,创造了我们星球丰富多样的季节与生命节奏。
地球的轨道并非永恒不变。由于其他行星(尤其是木星和金星)的引力摄动,地球轨道本身也在缓慢变化:近日点和远日点的距离有数万公里的年际波动;更显著的是,椭圆轨道的长轴方向在空间中缓慢旋转,约每2.1万年完成一次循环,这称为“近日点进动”。
这意味着,大约一万年后,地球将在北半球夏季抵达近日点。那时的季节特征将与今天截然不同:北半球夏季更热、冬季更冷,季节对比更加强烈。这种以万年为尺度的变化,是地球长期气候变迁的幕后推手之一。
虽然3%的大小差异肉眼难辨,但当我们知道了它背后的天文原理后,便也会觉得今天的这轮红日显得格外不同。而这也是天文科普最动人的所在!你说是吗?
