“季节”一词来源于拉丁语,由动词“播种”引申而来,所以最初的“季节”应该仅指春天——“播种的季节”。然而,从中世纪初起,“季节”就失去了原来单指春天的意义。剩下的三个季节与春天一起,把一年时间平均分成四部分:冬季,或叫湿季;秋季,或叫增长的季节(与“增长”或“有尊严的”出自同一词根,不仅有“增加的月份”的意思,还有“有声望的人”的意思);夏季,古梵语指全年。
除了对人类生活和情感产生影响外,四季还有着最平淡无奇的天文学背景,因为它们是地球每年围绕太阳公转导致的直接结果。在本章中,我将简单地介绍这个主题。
地球每24小时就围绕地轴自转一周,每365.25天围绕太阳公转一周。为了去掉这0.25天,使日历更完整一些(不,这不正确,现在是不是各国都同意修订好的合理时间还不确定),每隔4年就有一年为366天,也就是闰年,像900、1100、1300或1900这些以两个零结尾的年份不是闰年,但可以被400整除的结尾带两个零的年份例外。上一个例外是公元1600年,下一个例外将会是2000年。
地球绕太阳运转的公转轨道不是正圆形的,而是椭圆形的,并且还不是一个标准的椭圆形。这使得人类研究地球在宇宙中的运行平添了很多复杂的因素,这比研究正圆的运行轨道复杂得多。
地轴与太阳同地球之间构成的平面不是一个直角,而是一个66.5°角。
地球在围绕太阳公转时,地轴始终保持这个倾斜的角度,这就是世界各地季节交替变化的直接原因。
3月21日,地球和太阳所处的位置使得阳光正好能平均地照射到地表的一半。因此在这一天,世界各地昼夜长短都一样。3个月后,地球围绕太阳公转1/4的旅程结束后,北极靠近太阳,而南极远离了太阳。结果北极就开始了每年长达6个月的白昼,而南极正好相反,进入了每年长达6个月的黑夜;住在北半球的人开始享受阳光灿烂、日照时间长的夏季,住在南半球的人却只能坐在火炉旁看书,度过昼短夜长的冬季。但你还要记住,当我们在圣诞节滑冰时,阿根廷人和智利人在饱受酷暑的折磨;当我们遭受热浪侵袭时,他们又点燃炉子取暖了。
9月23日是季节更替中的另一个重要日子,因为在这一天世界各地的昼夜长短又一次相等了。然后到了12月21日,在这一天南极正对着太阳,而北极背对着太阳。这时,北半球变得寒冷,南半球则变得温暖。
但是,地轴独特的倾斜角和地球的自转,并不是四季更替的全部原因。地轴66.5°的倾斜角把地球分为5个温度带。赤道两侧是热带,那里的阳光垂直或者近乎垂直地照射在地表上。热带与两极地区之间的是北温带和南温带,那里的阳光不是垂直照射在地表上,因此它必须温暖比热带区更广阔的水域和地面。最后是两极地区,它们接受阳光的角度更小。
全球气候分区图
仅仅使用文字就想把这一切解释清楚并不容易。你可以到天文馆去看一看,这样你就能比看书更快地理解这些。然而,只有少数几个城市认为有必要建立天文馆。去找市参议员,告诉他们,我们想要一座天文馆作为圣诞礼物。当他们在词典里去查找天文馆这个生词(可能需要二三十年的时间才能找到)时,你最好找来一个橙子或苹果、一根蜡烛和用来给区域涂色的墨水。一根火柴可以当作南北极。如果有一只苍蝇碰巧落在你自制的地球上,千万不要浮想联翩,对自己说:“如果——仅仅是如果——人类就是这只苍蝇,漫无目的地在大橙子上爬来爬去,一根巨大的蜡烛照射着这个大橙子——这两样东西不过是供某个巨人午后消遣的小玩具罢了!”
想象是一件好事。
然而天文学领域不需要想象。