第134章 四季變化的原因

趙啟學回答道：「我來解答這位同學的疑問，不過我先來解答為什麼緯度越高，溫度越低的原因，很多同學都知道這個普遍的現象，可是卻不知道這裏面的原因吧。根據我從網上查到的知識，這和太陽的高度角有非常直接的關係。太陽高度角，地理學術語，是指對地球上的某個地點太陽光入射方向和地平面的夾角。

專業上講，太陽高度角是指某地太陽光線與通過該地與地心相連的地表切面的夾角。當太陽高度角為90°時，太陽輻射強度最大；太陽斜射地面程度越大（即太陽高度角越小），太陽輻射強度就越小。地球的緯度越高，太陽高度角越小，太陽輻射強度就越小，所以緯度越高，該地區的氣溫就越低。」

「不過我不認可這樣的觀點，這也是我們今天討論的重點。前面已經說過，太陽是一個圓形的發光體，它的光線是向四面八方進行傳遞的，所以到達地球的光線也就不存在太陽高度角的問題。那為什麼會出現這樣的變化呢？這是因為我們地球外面存在非常厚的大氣層的緣故，它是造成緯度越高，溫度越低的原因。」

趙啟學拿着粉筆在黑板上畫了新的一幅圖畫，對着各位同學說道：「不知道各位同學是否還記得光學的基本知識，凸透鏡主要對光線起匯聚作用，凹透鏡主要對光線起發散作用。各位同學可以看我黑板上所畫的簡易示意圖，這就是凸透鏡和凹透鏡的光線傳播示意圖。」m.

「各位再看這一張圖，這張圖中的是地球，而外圍的就是我們地球的大氣層。各位同學仔細看這個圖，是不是發現我們的地球好像被一個凸透鏡包圍着，我們地球就在這個巨大的凸透鏡的中間。當太陽光線從各個方向射向地球的時候，會經過地球的大氣層，而大氣層是一個凸透鏡的現狀，太陽的光線就會發生折射，不斷向焦點進行聚集，這個焦點的位置就應該處於南北回歸線之間。這樣靠近南北回歸線的地區受到太陽的輻射強度最多，氣溫就會越高，而緯度越高的地方，由於太陽光線被折射到低緯度地區的緣故，這一地區的太陽輻射強度就越少，氣溫就越低。這應該就是不同緯度，各個地方的氣溫有非常大的差距的原因。」

一位同學站起來說道：「我們的大氣層的確可以看成是一個凸透鏡，不過光線發生折射的地方應該是光線穿過凸透鏡才發生的吧。我們的地球在凸透鏡中間，有些不太合理。」

趙啟學解釋道：「這位同學可能忘記了光學的基本原理，可能是我畫的圖給各位產生了誤解，光在進入另一種物質的時候就會發生折射的，而不是要穿透而出才發生的。」

另一位同學站起來問道：「光雖然穿過凸透鏡的時候會發生聚集現象，不過我們的大氣層就一個凸透鏡，凸透鏡的曲率也不是非常大，發生匯聚的現象不應該非常嚴重，我們地球各個緯度的氣溫雖有差距，不過應該差距應該不是非常大才是。」

曹浩東站起來解釋道：「我們的大氣層是分為很多層的，有對流層、平流層、中間層和暖層等，我們可以將不同的大氣層都可以看成是一個巨大的凸透鏡，我們的地球被一個個凸透鏡包圍着，太陽光照射進地球時，就會經過很多個凸透鏡，光線也會進行多次的折射，造成氣溫隨着緯度高低進行變化就非常有可能的了。」

一位同學站起來說道：「趙會長講的確實非常有道理，不過有什麼方法證明趙會長所說的是正確的，畢竟這涉及到我們對地球緯度氣溫的認識，我們不得不非常謹慎。」

趙啟學回答道：「我無法提供一個驗證的方法，不過我們地球上有很多的衛星，如果太陽照射到地球的光線是直線，或者說是太陽射向高緯度地區的強度要低，那麼運行在地球高緯度地區的衛星能夠接受到太陽的能量就會比較低，太陽能轉化為電能的效率就更加低，可是我們並沒有看到哪個國家因為衛星運行軌道的緣故，調整太陽能板的設計的消息，這就足以說明地球外太空各個方向受到太陽光照射的強度是一樣的，不存在任何的差別。」

「太陽照射到地球外太空的強度是沒有任何差別的，產生巨大差別的原因是太陽光進入了地球的大氣層才產生的。其實我的理論和太陽的直射點理論沒有多大的差別，我只是將太陽產生直射點的原因給解釋清楚了。在凹凸鏡中心的這一條線上，我們就可以看作是太陽的直射點，這一條太陽光線照射進地球時不會發生折射，而其他線路的太陽光線卻會發生折射，向這一條線上進行聚集。」

唐糖站起來說道：「趙會長的理論確實非常正確，為我們解釋了太陽直射點的原因。不過，我們地球產生了四季變化，太陽的直射點在南北回歸線上來回移動，趙會長情面不是說楚天河同學給出了猜想嗎，麻煩就請分享給我們各位同學吧。」

趙啟學說道：「從剛才的分析中，雖然解釋了太陽直射點的原因，導致了緯度越高，氣溫越低，卻是沒有解釋地球出現四季變化的原因。根據楚天河的猜想，我們地球受到紫微星的影響，導致地球在進行公轉的時候，還在發生偏移，就像人的腦袋左右搖擺，或者以前的擺鐘來回擺動一樣，只是地球的擺動是以赤道為中心進行擺動。」

「地球擺動的幅度在夏至和冬至到達最大幅度，然後慢慢進行擺回來。在夏至的時候，太陽的直射點在北回歸線上，太陽照到北半球的面積達到最大，照到南半球的面積最小，北半球吸收的太陽能量達到最大，因此氣溫就最高，這也是北半球氣溫最高的時候。過了夏至，太陽照到北半球的面積逐漸變小，照到南半球的面積逐漸增大。最後在冬至這一天，太陽照到北半球的面積最小，吸收到太陽的能量也就最小，這也是北半球氣溫最低的時候。」

一位同學站起來說道：「趙會長的分析雖然非常有道理，不過我們一年中最熱的天不是夏至這一天，而應該是大暑節氣前後幾天，最冷的也不是冬至這一天，應該是大寒節氣前後這幾天，請問趙會長怎麼解釋這個問題？」