“太陽(yáng)打西邊出來(lái)了”幾乎每個(gè)中國(guó)人都聽(tīng)到過(guò)，也明白是什么意思——在地球上，太陽(yáng)“永遠(yuǎn)”是東升西落的，如果看到太陽(yáng)從西邊的地平線升起，說(shuō)明發(fā)生了不可思議的怪事。但是，實(shí)際上真的是這樣嗎？如果我說(shuō)，隨著季節(jié)的更替，太陽(yáng)升起的東南西北方向，也在改變呢？

現(xiàn)在大家都很熟悉，太陽(yáng)之所以“東升西落”，是因?yàn)槲覀兙幼〉牡厍?，在宇宙?dāng)中自西向東自轉(zhuǎn)。對(duì)下圖中地球上的人來(lái)說(shuō)，我們就是先從比自己更靠東的方向看到太陽(yáng)，隨后太陽(yáng)移動(dòng)到自己頭頂，最后太陽(yáng)從比自己更靠西的方向離開(kāi)視線，故而“東升西落”。

（圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)）

但是，地球的自轉(zhuǎn)相對(duì)于繞著太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)平面來(lái)說(shuō)，自轉(zhuǎn)的軸是傾斜的。地軸相對(duì)于公轉(zhuǎn)平面傾斜的角度是66°34′。太陽(yáng)距離地球非常遠(yuǎn)，太陽(yáng)光照到地球時(shí)，相當(dāng)于平行光，它直接照射在地球的位置就跟隨著季節(jié)變化的傾斜“姿勢(shì)”有關(guān)：

如果陽(yáng)光從傾斜軸的側(cè)面而來(lái)，就會(huì)直射地球的中間部分，也就是赤道——印度尼西亞、新加坡就在赤道附近，一年四季都非常炎熱。一年當(dāng)中，春分（3月21日）、秋分（9月23日）前后，太陽(yáng)光就直射赤道。

如果傾斜的地球的北極朝向太陽(yáng)，此時(shí)陽(yáng)光直射的是北緯23°26′的緯線上，稱為北回歸線，回歸的意思是陽(yáng)光明年還會(huì)來(lái)這里。咱們中國(guó)的臺(tái)灣就處在北回歸線上。因此，中國(guó)大部分地區(qū)都在北回歸線以北。并且，陽(yáng)光可以把北極的另一側(cè)、北緯66°34′以北全部照亮，北緯66°34′的緯線稱為北極圈。一年當(dāng)中，夏至（6月22日）前后，太陽(yáng)光直射北回歸線，并照亮北極圈中的北極地區(qū)，這里一天到頭都是白天，稱為極晝。與之相對(duì)的，南緯66°34′的緯線稱為南極圈，在夏至的時(shí)候，整個(gè)南極圈中的南極地區(qū)整天都照不到陽(yáng)光，稱為極夜。

傾斜的地球與平行的太陽(yáng)光（圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)）

如果地球繞著太陽(yáng)轉(zhuǎn)過(guò)半個(gè)圈去，傾斜的地球的南極朝向太陽(yáng)，陽(yáng)光直射的是南緯23°26′的緯線上，稱為南回歸線。和上邊的原理相似，一年當(dāng)中，冬至（12月22日）前后，太陽(yáng)光直射南回歸線，南極出現(xiàn)極晝、北極出現(xiàn)極夜。

1985年以前，地球表面的回歸線的唯一標(biāo)志是我國(guó)臺(tái)灣省嘉義縣的“北回歸線標(biāo)”石碑，它表明北回歸線從那里經(jīng)過(guò)。1985年7月15日，我國(guó)在廣東省從化縣又建立了一座高達(dá)27.55米的北回歸線標(biāo)志塔，塔身呈火箭形，東、西、南、北各有拱門，塔底正中鋪有大理石，以紅色瑪瑙嵌入中圓點(diǎn)，以示太陽(yáng)直射位置。1997年竣工的位于廣西桂平市的北回歸線標(biāo)志公園，也是一處北回歸線的標(biāo)識(shí)。

廣西桂平市的北回歸線標(biāo)志公園（圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)）

一年當(dāng)中，太陽(yáng)光直射的位置是周而復(fù)始動(dòng)態(tài)變化的。夏至?xí)r分太陽(yáng)光直射北回歸線是一年中的最北端，我國(guó)大部分地區(qū)都酷暑難耐；從夏天到秋天，太陽(yáng)直射點(diǎn)逐漸南移，北方氣溫也逐漸減低，到秋分時(shí)候太陽(yáng)直射赤道，多數(shù)地區(qū)已經(jīng)秋高氣爽；從秋天繼續(xù)到冬天，也就是咱們現(xiàn)在這個(gè)時(shí)間，太陽(yáng)直射點(diǎn)已經(jīng)去了南半球，我國(guó)大部分地區(qū)進(jìn)入寒冬；冬至之后，太陽(yáng)直射點(diǎn)逐漸北移，春暖花開(kāi)，直至再次進(jìn)入夏季。在這個(gè)過(guò)程中，只有臺(tái)灣、海南等地始終有充足的陽(yáng)光維持炎熱的天氣。

由于直射點(diǎn)是變化的，極晝、極夜也并非是整個(gè)南極圈、北極圈內(nèi)一同出現(xiàn)，具體極晝、極夜范圍的緯度是90°減去太陽(yáng)直射點(diǎn)的緯度，比如太陽(yáng)直射北緯10°，此時(shí)北緯80°以上出現(xiàn)極晝，南緯80°以上出現(xiàn)極夜。

因此，地球上不同的地區(qū)因?yàn)殛?yáng)光照射的多寡而形成特定的氣候，北回歸線和南回歸線之間的地區(qū)為熱帶，這里太陽(yáng)可以直射，獲得的熱量最多；北回歸線和北極圈之間的地區(qū)為北溫帶，南回歸線和南極圈之間的地區(qū)為南溫帶；北極圈和南極圈所圈定的地區(qū)為北寒帶和南寒帶。溫帶地區(qū)太陽(yáng)終年只能斜射，獲得的熱量適中。我國(guó)大部分地區(qū)位于北溫帶內(nèi)，屬于溫帶氣候。

氣候帶的分布（圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)）

咱們書(shū)歸正傳，既然太陽(yáng)的“東升西落”，是地球自西向東自轉(zhuǎn)時(shí)，地球上的人們觀察太陽(yáng)相對(duì)于地球上的東西方向而感受到的，那么，由于地球傾斜的自轉(zhuǎn)，太陽(yáng)光照射的角度不同，地球上不同地方的人，會(huì)不會(huì)得出第一縷陽(yáng)光來(lái)自不同方向的結(jié)論？答案是肯定的。

對(duì)于北極點(diǎn)來(lái)說(shuō)，它是地球的最北之處，對(duì)這里的人而言，太陽(yáng)任何時(shí)候都在南方；南極點(diǎn)也相似，太陽(yáng)任何時(shí)候都在北方。而在出現(xiàn)極晝和極夜的地區(qū)，沒(méi)有日出和日落，也就不用考慮太陽(yáng)升起的方向。但剛好出現(xiàn)極晝和極夜的那個(gè)緯度線的人看到了日出和日落的瞬間，對(duì)北半球的人來(lái)說(shuō)日出和日落都在北向，而對(duì)南半球的人來(lái)說(shuō)日出和日落都在南向。

同前，太陽(yáng)光直射北回歸線時(shí)的晝夜晨昏線（圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)）

對(duì)于全球其他地方的人呢？這就要看季節(jié)了。

在春分-秋分時(shí)，太陽(yáng)光直射地球赤道，全球其他地方均為日出正東、日落正西，也就是最嚴(yán)格而標(biāo)準(zhǔn)的太陽(yáng)“東升西落”。

在春分之后、秋分之前，也就是咱們北半球的夏季前后，太陽(yáng)光直射北半球，全球其他地方均為日出東北、日落西北。所以，有時(shí)候我們會(huì)覺(jué)得太陽(yáng)竟然是北邊升起的。

在秋分之后、春分之前，也就是北半球的冬季前后，太陽(yáng)直射南半球，全球其他地方均為日出東南、日落西南。咱們中國(guó)現(xiàn)在經(jīng)歷的就是這個(gè)狀態(tài)。

來(lái)源：中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心

中科院之聲

中國(guó)科學(xué)院官方訂閱號(hào)

1943篇原創(chuàng)內(nèi)容

公眾號(hào)

溫馨提示：近期，微信公眾號(hào)信息流改版。每個(gè)用戶可以設(shè)置 常讀訂閱號(hào)，這些訂閱號(hào)將以大卡片的形式展示。因此，如果不想錯(cuò)過(guò)“中科院之聲”的文章，你一定要進(jìn)行以下操作：進(jìn)入“中科院之聲”公眾號(hào) → 點(diǎn)擊右上角的 ··· 菜單 → 選擇「設(shè)為星標(biāo)」