日地关系是什么 日地平均距离约为多少光年

导语：日地关系是什么？其实日地关系还与人类的生理健康密切相关，大家也都知道太阳光是人类获取维生素D的重要来源，也被证明能够改善情绪和促进新陈代谢，然而，长时间暴露在强烈阳光下也可能会导致皮肤癌等健康问题，下面就去看看日地平均距离约为多少光年吧！

日地关系是什么

太阳

任何一个地点所接收到的太阳辐射量都是随纬度、一天中的时间和一年中的季节而变化的，可以比较中的两张照片中的北极熊和永久积雪以及热带海滩的棕榈树来说明其极端情况。在地球上，陆地和海洋表面的不均匀加热产生了风和洋流，而反过来风和洋流又可以不断地从热带向极地输送热量以平衡热带和极地的能量差异。这些过程的结果就是我们称之为天气的各种现象。如果太阳“关闭”了，那么全球的风和洋流就会很快停止。只要太阳始终照耀地球，那么风将不断地吹，天气就一直存在。因此，要了解天气这部动力机器是如何运行的，我们必须知道为什么不同的纬度会接受不同的太阳辐射能和为什么所接受的太阳辐射能会在一年变化而形成四季。

地球的运动

地球有两种基本的运动——自转和绕日运动。自转是绕自己的轴旋转，形成日夜交替循环。另一种绕日运动，是地球以稍微椭圆形的轨道绕着太阳运动。地球和太阳的平均距离约1.5亿千米。由于地球运行轨道不是标准的圆，一年中日地距离会有变化。每年大约在1月3日，地球距太阳约1.473亿千米，处在一年中距太阳最近的位置，称为近日点;约6个月后的7月4日，地球距太阳约1.521亿千米，是一年中距太阳最远的位置，称为远日点。虽然在1月份地球离太阳最近而且接受的太阳辐射能量要比7月份多7%,但这一能量差异对季节温度的变化作用很小，例如，北半球的冬季地球离太阳最近的情况就是一个例证。

既然太阳和地球距离的变化没有产生季节温度变化，那么是什么造成了这种变化呢?我们注意到夏季和冬季之间缓慢但显著的昼长变化;另外，从夏季到冬季太阳高度的慢慢变化也是一个重要的贡献因子。例如，生活在芝加哥的人所见到的中午太阳最高的时间是在6月下旬，而当夏去秋来时，中午太阳的高度就会变低，每天太阳落山的时间也会变得早一些。

太阳高度的季节变化通过两种方式影响地表面吸收能量的多少。第一个是当太阳正好在头顶(角度为90°)时，太阳光线是最集中和最强的。而在较低的太阳角度时，太阳光线铺展开来使强度减小。你或许在使用电筒时有过这样的经验：如果光线垂直地打在物体表面上，会出现一个很强的光点;而当光线以任何其他角度照射在物体表面时，照射的面积变大，光线变暗。第二，这个不是那么明显，太阳的高度决定太阳光线通过大气层的路径长短:当太阳正好在头顶时，光线以90°角穿过大气，以最短的路径到达地面，这个距离定义为1个大气厚度。而当光线以30°角度进入大气时，其到达地面的路径就增加1倍，如果光线以5°角度进入大气，其到达地面前所通过的路径将达到约11个大气厚度。经过大气的路径越长，太阳光被大气散射的机会就越多，到达地面的太阳光强度就会减弱。其实这些情况都体现在我们的日常生活中，例如，我们无法忍受直视中午的太阳但可以凝望落日。

重要的是别忘了地球是球形的，因此在给定某一天只有那些特定的地方可以接收太阳光的垂直(90°)照射，而这些地方是在某些特定的纬度线上。当我们将这一地方向北或向南移动时，太阳光线照射的角度就会减小。因而，离可以接收垂直太阳光照射纬度越近的地方，中午的太阳高度就越高，也就可以接收到更集中的太阳辐射。

概括地讲，决定一个地方所接收的太阳能多少的最重要原因是太阳光线照射地面的角度变化和一天中昼长的变化。

地球的朝向

是什么造成太阳高度和昼长在一年中的变化呢?这种变化是因为地球相对于太阳的朝向在不停改变而引起的。地球的轴(假设为穿过两极的一条直线，地球绕其旋转)并不是垂直于它绕太阳运行轨道的平面，即所谓的黄道平面，大约与垂直角度倾斜了23.5°,就是说地球轴是倾斜的。地球轴不倾斜也就没有了季节，由于地球轴始终指向一个固定的方向(指向北极星),所以对于太阳光线而言，地球轴的方向就一直在变化。

例如，在每年6月份的某一天，地球在其轨道上的位置是北半球以23.5°角倾斜朝着太阳的,6个月后的12月份，地球运行到了轨道的另一边，则北半球又以23.5°角倾斜而背离太阳。而在这两个极端情况之间的那些日子，地球相对于太阳光线的倾角都小于23.5°角。正是这种朝向倾角的变化，使地球上太阳可以垂直照射到的点一年中在南北纬23.5°之间移动。也正是这一原因，使地球上许多地方一年中正午太阳高度的变化可达47°之多(23.5°+23.5°)。例如，当6月份太阳垂直照射点达到最北位置时，像纽约这样的中纬度地区城市中午的太阳高度最高为73.5°,6个月后其中午的太阳高度角最低达到只有26.5°。

太阳

两至点和两分点

根据一年中太阳直射光线的移动，每年当中有四个特别的日子很重要：6月21日或22日，太阳光直射在北纬23.5°,这个纬度线称为北回归线(见图2.5),对于居住在北半球的人来说，这一天称为夏至，就是天文意义上夏天的第一天。6个月后的12月21日或22日，地球位于其轨道相反的位置上，太阳光线垂直照射在南纬23.5°,这一纬度线称为南回归线，北半球的人将这一天称为冬至，就是冬季的第一天，而同在这一天却是南半球的夏至。

季节变化

你是否在12月21日冬季还未到来之际的感恩节前后遇到过暴雪?你是否在正式的夏季尚未开始就不得不忍受连续几天38℃的高温?将一年分为四季的想法来源于本章讨论的地球—太阳之间的关系。按照这一季节的天文学定义，冬季(北半球)是从冬至(12月21~22日)到春分(3月21～22日),其他季节以此类推。虽然这一定义对美国和加拿大某些地区并不太适合，因为那里大量降雪开始的时间比定义的冬季要早好几个星期，但这一定义仍被新闻媒体广泛使用。

因为我们通常所说的季节的天气现象与天文学季节并不能很好地吻合，所以气象学家更倾向于按照温度将一年分成四个季节，每个季节长度为三个月。据此将12月、1月和2月这北半球三个最冷的月份定义为冬季，夏季为最热的三个月6月、7月和8月。春秋季是这两个季节之间的过渡期。由于这种季节划分更好地反映了我们所感受到的各季的温度和天气，更有助于我们讨论气象问题。

两分点出现在两至点的中间，9月22日或23日是北半球的秋分点，3月21日或22日是北半球的春分点。在这几天，太阳光线直射在赤道上(纬度为0°),因为此时地球轴既不朝着太阳也不背离太阳。白天或黑夜的长短也是由地球相对于太阳光线的位置决定的。6月21日，北半球的夏至这天的白天的长度远大于夜晚的长度，这一现象可以得到验证。图中亮的圆圈(照明圈)用做区分白天和夜晚的边界。白天的长短可以通过比较照明圈在“白天”部分和“夜晚”部分的比例来确定。可以看出，在6月21日这一天，北半球所有地方的白天都比夜晚长。与此相反，12月的冬至时，北半球所有地方的夜晚长度都超过白天的长度。例如，位于大约北纬40°的纽约市，夏至时的白天长度有15小时，而在冬至白天长度只有9小时。

另外从表2.2也可以看出，在6月21日往北离赤道越远，白天就越长，当你到达北极圈(北纬66.5°)后，昼长就是24小时。在北极圈内会有“午夜的太阳”,即太阳一直不落，可以持续1天(北极圈上)到6个月(北极点)。

将北半球夏至的特点归纳如下：

(1)出现时间为6月21日或22日;

(2)此时太阳光线直射在北回归线(北纬23.5°);

(3)各地具有最高的太阳高度角和最长的白天;

(4)离赤道向北越远，白天长度越长，进入北极圈后白天长度达到24小时(在南半球的情况正好相反)。

冬至的情况正好相反。现在应该清楚地知道为什么中纬度地区的夏季最热了，因为在这段时间太阳照射时间最长、太阳高度最高。在两分点，全球各地的昼长都是12小时，因为这时的照明圈正好通过两极，把纬圈分成相等的两部分。

这些季节变化反过来又会带来地球上热带以外大多数地区温度的逐月变化。是位于不同纬度上城市的月平均温度。可以看出，接近极地纬度上的城市冬夏季节的温度差异要大于接近赤道的城市。同时也可以看出，最低温度在南半球出现在7月，而北半球则大多数出现在1月。

概括地讲，到达地球表面不同地区的太阳能量的季节变化是由垂直太阳光线的移动和由此产生的太阳高度角和昼长变化所造成的。

所有处在同一纬度地点的太阳角度和昼长是完全相同的。如果我们前面讲到的日地关系是决定温度的唯一因子，那么这些地方的温度也应该是相同的。但显然，实际情况并非如此。虽然太阳高度和昼长是控制温度的重要因子，但还必须考虑其他因素。

日地平均距离约为多少光年

日地平均距离用光年表示大约是0.0000158光年，或者1.58×10^-5光年。日地平均距离通常表示为1.5亿千米，也被定义为一个天文单位。如果将其转换为光年，需要知道1光年大约等于9.46万亿公里。因此，日地平均距离约为0.0000158光年，即大约是1.58×10^-5光年。

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