关于日地距离和太阳高度角对地球的影响大小

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冬天和夏天与太阳和地球之间的距离关系不大。 真正决定某个地点的季节的是太阳的正午高度角（即太阳的入射角与地平线之间的角度）。

关于太阳与地球的距离以及太阳对地球的高度角的影响，这一点并不明显，需要引用数据来证明。

事实上，由于地球轨道

偏心率

很小。 近日点（1月）和远日点（7月）太阳与地球的距离相差不大（近日点1.471亿公里，远日点1.521亿公里，仅相差3.3%。由于单位面积收到的距离时间热量与距离的平方成反比，因此能量差异只有7%左右。

然而，对于同一地点，太阳的正午高度（白天的最高角度）对气温的影响更大。

众所周知，地球赤道面与地球绕太阳公转平面之间的夹角固定为23.5°。

6月22日北半球夏至太阳高度角与纬度的关系太阳高度角与纬度的关系，太阳到达北回归线时，直射点为北纬23.5°。 各地中午太阳高度角为：

(90°-|该地区的纬度-23.5°N|)（可能小于0°，即“

极夜

「现象，下同）

12月22日北半球冬至，太阳到达南回归线时，直射点为南纬23.5°。 各地中午太阳高度角为：

（90°-|该地区纬度-23.5°南|）

在北半球，以北京为例，其纬度为北纬40°。

那么6月22日中午太阳高度为(90°-(40°-23.5°))=73.5°

12月22日中午太阳高度为(90°-(40°+23.5°))=26.5°

在南半球，以悉尼为例，其纬度为南纬33.5°。

那么6月22日中午太阳高度为(90°-(33.5°+23.5°))=33°

12月22日中午太阳高度为(90°-(33.5°-23.5°))=80°

一方面，单位时间内太阳向单位面积传递的热量dP与sinA成正比，其中A是太阳的高度角。 太阳高度角越大，地面在单位时间、单位面积上接收到的能量就越多；

另一方面，中午的海拔越高，意味着一天中太阳在地平线以上的时间更长，意味着白天更长。

地球上某个地方的温度与其接收热量的速率和散发热量的速率有关。

一个简单的模型，假设全年某个地点的散热速率相同（实际上会有差异），

仅考虑吸收热量的速率。

假设单位时间太阳的功率为P网校头条，那么对于地球上的某个地方，一天单位面积接受到的热量为

\int_{t_{1} }^{t_{2} } \frac{P}{4\pi R^{2} } sinA(t)\cdot dt

其中，R为太阳与地球的距离，t_{1}为日出时间，t_{2}为日落时间，A(t)为t时刻太阳的高度角。

不难看出，在上述北京和悉尼的例子中，t_{2} -t_{1} 和 A(t) 的分布在夏季远大于冬季，因此 \int_{t_{1} } ^{t_{2 } } sinA(t)\cdot dt 在夏季和冬季的差异远大于 \frac{1}{R^{2} } 的差异。

所以我们可以看出，在北半球，6月22日是夏季，12月22日是冬季；

在南半球，6月22日是冬季，12月22日是夏季。

至于实际最热和最冷的季节，可能会比这一天晚一个月左右，那是热量累积效应造成的延迟，就像一天中最热的时间不是中午12点而是下午2点一样。