冬至大揭秘，爲何離太陽近卻更冷？地球、太陽與星空的驚人秘密！

眨眼間冬至已經過去了。冬至過後的地球又有哪些微妙而奇妙的變化在悄然發生呢？一起來聊一聊吧！

地球在圍繞着太陽公轉，轉一圈就是一年。開普勒第一定律告訴我們：所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓，而太陽就處在橢圓的一個焦點上。這也就意味着，地球圍繞太陽公轉的軌道也是一個橢圓。因而地球在圍繞太陽公轉的過程中與太陽的距離是在不斷變化的。地球公轉軌道上離太陽最遠的點叫做遠日點，離太陽最近的點叫做近日點。地球在每年的七月初抵達遠日點，在每年的1月初會抵達近日點。因而，當冬至過後，地球離着抵達近日點也就還有十幾天的行程了。

冬至時的地球

據相關軟件數據顯示，今年冬至這天地球到太陽的距離約爲0.984天文單位，即147,165,000公里，相較於今年夏至時的1.106天文單位（152,018,000公里），近了4,853,000公里。這不禁讓人疑惑，爲何冬至過後地球離太陽更近，卻反而更寒冷呢？後續我們將深入探討。

開普勒第二定律

開普勒第二定律指出：對於任意一顆行星來說，它與太陽的連線在相等的時間內掃過相等的面積。這意味着地球在遠離太陽時公轉速度變慢，靠近太陽時公轉速度變快。前面我們已經提到過，冬至過後，地球正在向着近日點移動。因此，冬至後的地球正在悄然加速，比以往跑得更快了。相關軟件模擬數據表明，冬至這天地球的公轉速度約爲30.273公里/秒，而夏至時，地球朝着遠日點靠近，公轉速度僅爲29.305公里/秒。由此可見，冬至時地球公轉速度比夏至時快了約1公里/秒。在接下來的十幾天裡，地球公轉速度還會持續加快直至通過近日點。冬至過後，地球加速靠近近日點，對於我們來說是一件好事。它帶來了哪些變化和好處呢？咱們後面接着聊。

冬季星空與獵戶座

地球宛如一列高速行駛的列車在太陽系中穿梭，平均速度達29.7公里/秒。乘坐平穩列車時，唯有望向窗外不斷後退的景色，才能真切感受到其速度之快。地球這列“列車”的“車窗”便是天空，“景色”則是日月星辰。隨着地球的高速運行，星空也在悄然變換。天黑後，冬季星空最爲壯觀的獵戶座從東方緩緩升起。與獵戶座一同現身夜空的，還有金牛座、大犬座、小犬座、雙子座、御夫座等冬季格外亮眼的星座。其中，獵戶座的參宿四、大犬座的天狼星和小犬座的南河三構成了美麗的冬季大三角。夏至時，這些星座幾乎與太陽同升同落，我們無緣得見。它們是冬季星空的獨特標誌。從夏至到冬至，地球在其公轉軌道上運行了約4.7億公里。從星空的變幻中，你是否能領略到地球的高速運動呢？

前文提到，冬至過後地球離太陽更近，爲何天氣卻越發寒冷？冬至後的地球公轉速度加快又給我們帶來哪些益處？

地球的公轉和四季

常識告訴我們，夏天炎熱，冬天寒冷。巧的是，地球7月初經過遠日點，1月初經過近日點，兩者距離相差約500萬公里。這充分表明，地球在遠日點和近日點時，對地球上的冷暖變化影響並不顯著。而真正左右地球上冷暖變化的是地球的公轉。也就是說，地球的公轉形成了四季變化。地球在圍繞太陽公轉時，其赤道面與公轉軌道平面（黃道面）有一個23°26′的夾角，即黃赤交角。這使得太陽的直射點在南北迴歸線之間來回移動。當太陽直射北迴歸線時是夏至，北半球獲得的太陽熱量多，天氣炎熱就是夏季。當太陽直射南迴歸線時爲冬至，北半球獲得熱量少，天氣寒冷就是冬季。而當太陽直射赤道時，南北半球晝夜平分，分別是春季和秋季。

太陽直射點的變化

值得注意是，我們身處北半球。北半球和南半球的季節是相反的。當我們北半球是冬季時，南半球恰好是夏季。北半球的冬至恰好對應着南半球的“夏至”。也許那裡的人們就不會對“地球靠近太陽反而更加寒冷”感到困惑了吧！然而，冬至後的地球處於近日點附近對我們北半球也有一點好處。它至少能讓以大陸爲主的北半球在冬季時氣候不至於太過極端。而且，冬至時地球加速靠近近日點，會促使太陽直射點從南迴歸線向北移動的速度加快。這有什麼好處呢？它使得冬至過後北半球白天時間變長的速度加快，進而使北半球的冬季相對較短。若僅考慮太陽直射點移動帶來的光照變化，北半球的冬天比南半球短約8天。

太陽的軌跡變化最下面是冬至

其實，這一規律早已被我們的老祖宗察覺並總結。有諺語云“吃過冬至面，一天長一線”，說的就是冬至過後，白天時間顯著變長。“一線”大約是古代女子做針線活用掉一根線的時長，約爲兩分鐘。也就是說，冬至過後北半球每天白天的時間會增加約兩分鐘。不得不感嘆，我們的老祖宗智慧非凡！不過，北半球的這種優勢並非永恆不變。由於歲差的影響，地球的近日點和遠日點大約每21000年就會輪換一次。這意味着大約11000年後，冬至這天將位於地球遠日點附近。那時，我們是否會覺得地球位於遠日點時恰好是寒冷的冬季是理所當然之事呢？