在太陽系中,地球僅在宜居區域中運行。地球與太陽之間的距離恰到好處,而不是太近,因此地球的溫度過高,液態水會蒸發。距離不太遠,以至于地球溫度太低,液態水被凍結。如果地球離太陽很近或相距一千公裏,地球會變得無法居住嗎?如果地球離太陽近1,000公裏,那麽整個地球在單位時間內接收到的太陽能將不可避免地增加,反之亦然。但是,距離的變化幾乎不會影響地球上的氣候。
實際上,地球和太陽之間的距離相差1000多公裏,因爲地球的軌道是橢圓形的,而不是完美的圓形。地球與太陽之間的平均距離約爲1.496億公裏(1個天文單位),最近的距離爲1.471億公裏(0.983天文單位),最長的距離爲1.521億公裏(1.017天文單位)。換句話說,地球與太陽之間的最接近和最遠的距離可以達到500萬公裏,遠遠超過了1000公裏的範圍。
即使相差500萬公裏也不會影響地球上的氣候。實際上,在地球革命期間,溫度不是越高,離太陽越近。在北半球的夏天,地球實際上是在遠點附近。每年,地球到達遙遠地點的時間是7月初,而今年是北京時間7月5日上午6:10。另一方面,在每年一月初,地球將運行到最近的時間,即北半球的冬季。
實際上,從北半球和南半球相反的氣候可以看出,地球與太陽之間的距離變化對地球的氣候影響很小。無論是在遠端還是在遠端,夏天時地球上總是有一個半球,而冬天時則是另一個。那麽,哪些因素會影響地球的季節性變化呢?
如果地球的旋轉軸垂直于軌道平面,那麽太陽將在兩個半球上均勻照射,並且地球上不會有季節變化。但是,地球的軸傾斜大約23.4°,这导致地球直接旋转的部分会随着地球旋转而发生变化。
太陽仰角越高,越接近90°,太阳辐射强度越大,因此地面温度将更高,反之亦然。在同一天,早晨和傍晚的太阳辐射比中午弱,这也是因为太阳高度角发生了变化。由于地球轴线的倾斜,地球在旋转过程中会在各个季节之间交替变化。
盡管地球與太陽之間的距離對地球的氣候影響不大,但它將影響北半球和南半球的季節性長度。在遠端附近,地球的日照減弱,自轉速度減慢,因此北半球的夏季持續時間比南半球的持續時間更長,而冬季則更短。
此外,隨著地球移向較遠的點,整個地球的溫度實際上會更高。這是因爲北半球有更多的土地,南半球有更多的海洋。陸地的比熱容小于海洋,因此陸地比海洋更可能變暖。