5.四季的形成
单词“season”源于拉丁语动词“serere”,意思是“播种”。所以“season”应该只用来表示春天——“播种的季节”。但是在中世纪早期,“season”就已经没有了这层意思。加上另外的三个季节,四个季节将一年划分成四部分:冬季,或湿季;秋季,或增长的时节(“autumn”与“augmentation”或“august”有同样的词根,它的意思不仅是“增加的月份”,还是“重要性增加的人”);夏季,“summer”在古梵文中也用来表示一整年。
对人类来说,除了它们既实用又浪漫的影响外,四季具有最无聊的天文背景,这是地球绕着太阳转动的结果。我将简单地介绍这部分内容,但内容确实枯燥乏味。
地球每24小时自转一周,每365 41天绕太阳转一圈。为了让日历简单明了,日历中就抹去了那41天(不,这是不对的,但现在各国能否找到一个达成一致的时间,这非常值得怀疑),所以,我们会有一年是366天,也称为闰年,除了末尾是两个0的年,像900, 1100,1300或1900外,每四年有一个闰年。但是那些能被400整除的年份又是这个例外中的例外。上一个例外年份是公元1600年,下一个则是超棒的2000年。
地球绕太阳转的轨迹并不是一个正圆,而是一个椭圆形。但这轨迹并非是个椭圆这么简单,它足以使我们在研究地球轨迹时增加许多困难,如果它的轨迹是个正圆形会简单些。
地球自转的轴与太阳和地球所在的平面的夹角不是直角,而是成66.5°的角。
但在地球绕太阳旋转的过程中,地球的轴总是保持同一个角度,这也就是为什么世界的不同地方会出现不同的季节。
在3月21日,地球与太阳的位置是太阳的光正好能照到一半的地球表面,所以,在这天,地球上的所有地方的白天与黑夜的时长是相等的。三个月后,当地球完成1/4的绕日旅行时,北极点会正对着太阳,而南极点则背离太阳。此时,北极会庆祝每年为期6个月的白昼,而南极则会享受每年六个月的黑夜。当北半球的人们沐浴在长时间的夏日的阳光下时,南半球的人们却围在火旁,手捧着书,度过漫长的冬日的夜晚。所以,当我们在圣诞节滑冰时,阿根廷和智利的人们头上正顶着炎炎夏日。而每年当我们遭受热浪的袭击时,在南半球又开始流行滑冰了。
第二个重要季节性的日子是9月23日,因为在这一天,全球的白天与黑夜又一次一样长了。然后,在12月21日时,南极正对着太阳,而北极则背对着太阳。所以,北半球还在天寒水冷时,南半球则是炎天暑月。
虽然,地球地轴的特殊倾斜角度和地球的公转会引起四季的更替,但这却不是唯一的原因。66.5°的倾斜角会带来五个气候带。赤道两侧是热带,太阳是直射或是几乎直射在那里的地面上。南北温热带是热带与极地地区之间的区域,由于阳光照射的角度成一定的倾斜角,所以,能够照射到的土壤和水域会比热带照射到的地方更多。太阳光一直会照到两极点处,由于照射的角度太大,所以即使是在夏天,每69平方英里的太阳光所照射到的地表面积要比其自身大一倍。
用文字不能将这些事说得清楚明白。你可以通过行星仪直观地观察到这些,这比你看这些更容易理解。但是,我们的城市中没有几个意识到设置这样一个行星仪的必要性。你可以去市参议院委员会告诉那里的人,你想要一个这样的行星仪当作圣诞节礼物。当他们在字典中查这个令他们费解的词时(这可能会花费他们二三十年的时间),你最好还是找些橙子或者苹果、蜡烛来试试运气,用黑色墨汁标记出气候带,将两根火柴分别代替南北极。但是,如果一只苍蝇落到你自制的地球上了,别再假想了。不要喃喃自语着:“假设,仅假设,在地球上的我们就如同现在这只苍蝇一般,在这个大橙子表面,漫无目的地爬着,而这个橙子又被更大的蜡烛照射着——这两个玩意儿都只不过是某个想在午后时间娱乐的人手中的玩具罢了。”
想象没什么不好。
但天文学中,不需要想象。