四季是指一年中交替出现的四个季节,即春季、夏季、秋季和冬季。在天文学上,季节的划分是以地球围绕太阳公转轨道上的位置来确定的。一年中的四季,只有在温带才有明显变化。我国大部分地处温带,因此四季分明。
地球围绕太阳公转的轨道是椭圆形的,并且与地球自转的平面有一个夹角。当地球处在公转轨道的不同位置时,各个地方受到的太阳光照不同,接收到的太阳热量也不同,因此就有了季节的变化和冷热的差异。
地球绕太阳公转的速度为每秒30公里,绕太阳一周需要365天5时48分46秒。也就是一年,天文学上称之为回归年。地球绕太阳公转的轨道是一个椭圆,它的长直径和短直径相差不大,可近似为正圆。太阳就在这个椭圆的一个焦点上,而焦点是不在椭圆中心的,因此地球离太阳的距离,就有时会近一点,有时会远一点。事实上,当地球在近日点的时候,北半球为冬季,南半球为夏季,在远日点的时候,北半球为夏季,南半球为冬季。
在气候上,季节是以温度来区分的。在北半球,每年的3月至5月为春季,6月至8月为夏季,9月至11月为秋季,12月至2月为冬季。在南半球,各个季节的时间刚好与北半球相反。南半球是夏季时,北半球正好是冬季;南半球是冬季时,北半球则是夏季。在各个季节之间并没有明显的界限,季节的转换是逐渐进行的。
地球上的四季首先表现为一种天文现象,不仅有温度的周期性变化,也有昼夜长短和太阳高度的周期性变化。当然昼夜长短和正午太阳高度的改变,决定了温度的变化。四季的变化全球并不统一,北半球由暖变冷,南半球则由冷变热。
每年6月22日前后,地球离太阳最远,阳光直射北回归线,北半球是夏季,南半球是冬季。9月23日左右,阳光直射赤道,这天南半球和北半球得到太阳的热量相等,白天和黑夜一样长,北半球是秋季,南半球则是春季。12月22日前后,地球离太阳最近,阳光直射南回归线。这天是北半球的冬至,白天最短,黑夜最长,而南半球正是夏季。3月21日前后,阳光直射赤道,这天是北半球的春分,而南半球是秋季。
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天文四季是通过昼夜长短和太阳高度来划分四季的。天文四季在地球上是半球统一的。在半球的范围内,每个季节都有统一的开始时刻和结束时刻,并且在半球的范围内,每一地点都存在四个不同的季节,每个季节的时间也都等长。