地球为什么离太阳越近越冷，越远却越热？
冬至日 ， 地球位于近日点附近 ， 此时 ， 地球与太阳的距离比较近 ， 但是 ， 为什么冬至日前后 ， 往往是北半球一年当中最冷的时候呢？
地球与太阳的距离战国时期著名的思想家列子写了一篇散文 ， 被收录在《列子·汤问》里 ， 这篇散文就是《两小儿辩日》 ， 从那个时候起 ， 人们在日常生活中就感觉到不能以冷、热来判断物体距离太阳的远近 ， “日初出大如车盖 ， 及日中 ， 则如盘盂”说明日初的时候 ， 太阳距离地面比较近 ， 而到了中午 ， 太阳距离地球比较远 ， 但为什么早上的时候凉爽 ， 而中午的时候炎热呢？当然 ， 在同一天 ， 无论是早上 ， 还是中午 ， 地球与太阳的距离都是一样的 ， “日初出大如车盖 ， 及日中 ， 则如盘盂”说法 ， 来源于一种视觉上的错觉 ， 日初的时候 ， 太阳在地平线上 ， 地面上有山崖、树枝、建筑物等作为参考 ， 显得比较大 ， 比较近 ， 而到了中午的时候 ， 太阳在天空当中 ， 地面上没有参照物可以参照 ， 太阳就显得比较小 ， 比较远 。
太阳古代的人们同时还发现 ， 海拔越高的地方 ， 距离太阳越近 ， 但却不热 ， 唐诗里有“人间四月芳菲尽 ， 山寺桃花始盛开”的话语 ， 这句诗的意思是说 ， 到了四月份（指的是现在的农历的四月份） ， 平原地区的花朵都已经凋零了 ， 而位于高山上的古寺里的桃花才刚刚盛开 。后来 ， 随着近代天文学、物理学的发展 ， 人们发现地球在一年当中 ， 确实有的时候距离太阳近 ， 而有的时候距离太阳远 ， 因为在太阳系 ， 行星围绕太阳公转 ， 一般都是椭圆形的轨道 ， 椭圆上的每个点与椭圆的中心存在距离远近的问题 。冬至是二十四节气之一 ， 冬至日这一天 ， 太阳直射南回归线 ， 北半球白昼最短 ， 夜长最长 ， 与此同时 ， 北极圈以内 ， 冬至日这一天 ， 看不到太阳 ， 称之为极夜 ， 但是 ， 我们会发现一个奇怪的现象 ， 冬至日这一天 ， 地球处于近日点附近 ， 但是冬至日前后 ， 却是北半球一年当中最冷的时候 。地球在每年的1月份距离太阳最近 ， 当地球位于近日点附近时 ， 与太阳的距离约为1亿4710万公里 ， 而到了每年的7月份 ， 地球则距离太阳最远 ， 位于远日点附近 ， 此时 ， 地球与太阳的距离约为1亿5210万公里 ， 两者之间相差500万公里 ， 500万公里是什么概念呢？地球与月球的平均距离是38万多公里 。
地球我们在地面上也能感受的到 ， 并不是距离太阳越近 ， 温度越高 ， 海拔越高的地方 ， 温度反而越低 ， 海拔每上升1000米 ， 气温下降6℃ 。我们都知道 ， 太阳与地球之间 ， 隔着太空 ， 太空基本上可以看作是真空环境 ， 真空的特点是不传导热量 ， 不传播声音 ， 那么 ， 太阳的热是如何传播到地球的呢？热的传播方式有三种 ， 传导、对流和热辐射 ， 传导和对流需要介质 ， 而热辐射就不需要介质 ， 任何物体温度只要高于0K ， 即-273.15℃时 ， 就会释放热辐射 ， 热辐射也是真空环境下传播热量的唯一方式 ， 所以 ， 太阳的热量是通过热辐射传播到地球的 ， 通俗一点讲 ， 就是太阳释放的电磁波传播到了地球 ， 与地球上的物体发生碰撞 ， 就转换为热量了 ， 太阳释放的电磁波几乎包括了所有的光谱的电磁波 ， 可见光、红外线、紫外线等等都可以看作是一种电磁波 。
用望远镜看到的太阳因为太阳不是直接通过介质将热量传播到地球的 ， 所以 ， 地球距离太阳的远近 ， 并不会直接影响地球上的温度 ， 冬至日 ， 地球在近日点附近 ， 北半球的温度却低 ， 而夏至日 ， 地球在远日点附近 ， 北半球的温度反而高 ， 出现这种现象的原因就在于太阳高度角的大小 ， 太阳高度角为90°时 ， 地球上的物体接受的太阳辐射最多 ， 太阳高度角越小 ， 接受的辐射量就越少 ， 冬至日 ， 太阳直射南回归线 ， 北半球各个地区正午的太阳高度角是一年当中最小的 ， 反之 ， 夏至日 ， 太阳直射北回归线 ， 北回归线以北的北半球各个地区正午的太阳高度角是一年当中最大的 。当然 ， 接受太阳多少热量 ， 还要能保温 ， 地球上海拔高的地方 ， 大气层稀薄 ， 热量容易散失 ， 而海拔低的地方 ， 大气层厚 ， 热量不容易散失 ， 大气的温度根本来源是太阳辐射 ， 但是直接来源则是地面的长波辐射 ， 地球的表面在太阳的照射下 ， 产生热量 ， 再以长波辐射的方式传递给大气 ， 空气稀薄的地方 ， 接受地面的长波辐射也比较少 ， 与此同时 ， 大气对地面也有逆辐射 ， 海拔高的地方 ， 空气稀薄、云层少 ， 对地面的逆辐射就少 ， 总之 ， 在对流层 ， 大气密度越高的地方 ， 温度越高 ， 反之 ， 越低 。地球上的大气层从下往上 ， 依次为对流层、平流层、中气层、热层和散逸层 ， 温度最高的地方其实是热层和散逸层 ， 国际空间站就在热层的顶部运行 ， 距离地面300多公里 。电离层（位于热层）和散逸层 ， 有的地方温度高达2000℃至2500℃ ， 但是呢 ， 在这里却感受不到温暖 ， 如果把温度计放在这里测量温度 ， 显示的都是在零度以下 ， 因为电离层和散逸层的大气分子之间的距离太远了 ， 运动速度快 ， 所以 ， 虽然温度很高 ， 但是却没有热量 。地球上最顶部的大气层的温度高达2000℃至2500℃ ， 但并不代表地球不适宜人类居住 ， 也不代表航天器不能经过电离层和散逸层返回地面 ， 太阳表面的温度是多少呢？太阳表面的温度是6000℃ ， 那么 ， 是不是意味着太阳也可以登陆呢？太阳大气层内部会不会存在一个适宜生命生存的环境呢？其实是有可能的！
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