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夏至日:最晚夕阳与最小太阳同台

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昨天(7月3日)19时17分,广州迎来了一年中日落最晚的时刻,许多市民带着摄影器材,早早来到户外等待拍摄。广州今年日落最早的时刻将出现在11月28日17时40分,与7月3日相比,日落时间提前了1小时37分。

紧接着,一年中太阳视直径最小的时刻即将到来。7月5日13时05分,地球将运行至远日点,即地球距离太阳最远的时刻。我们看到的太阳视直径将达到最小。

每年7月初,地球会经过远日点;而1月初,地球会经过近日点。今年,地球经过远日点的时间是在7月5日13时05分,届时太阳视直径为31角分27角秒,与今年1月3日地球经过近日点时相比,日面视直径缩小了约3.4%。这也是一年中地球接收太阳辐射最少的时刻,同时也是地球绕太阳公转速度最慢的时候。

根据开普勒定律,地球绕太阳公转的轨道并非正圆形,而是椭圆形,太阳则位于椭圆的一个焦点上。地球与太阳的距离在一年中并非固定不变。地球距离太阳最近的位置称为近日点,距离太阳最远的位置称为远日点,远日点与近日点的距离相差约500万公里。每年1月上旬,地球会经过近日点,而7月上旬会经过远日点,分别对应着一年中太阳视直径最大和最小的时刻。

观测这轮“小太阳”需要注意,太阳光非常强烈,切勿直接用肉眼观测。观测太阳时务必使用专业的滤光镜进行减光,如果使用天文望远镜观测和拍摄,必须在望远镜前加装专业的减光镜或减光膜。

有些人可能会感到疑惑,为何一年中太阳视直径最小的时刻刚出现,第二天(7月6日)就迎来了小暑节气,而小暑是一年中最为炎热的时期之一?为何太阳距离地球较远,天气反而更加炎热呢?

事实上,地球与太阳距离的变化并不是造成季节变化的主要原因。由于地球在绕太阳公转时,地轴是倾斜的,倾斜角度为23度26分,这使得太阳在地球上的直射点在南北回归线之间规律移动,从而形成了四季。对于北半球来说,当地球运行至远日点时,太阳直射点正好位于北半球。虽然此时地球与太阳的距离较远,但地面接收到的阳光接近直射,且日照时间较长,接收到的太阳热量总量较多,因此温度较高,天气炎热。而当地球运行至近日点时,太阳直射点位于南半球,照射在北半球地面的阳光倾角较大,日照时间较短,接收到的太阳热量总量较少,因此温度较低,天气寒冷。

地球与太阳距离的变化会影响地球绕太阳公转的速度,进而导致地球上不同季节的长度有所不同。根据开普勒第二定律,地球的向径(地球与太阳中心的连线)在单位时间内扫过的面积相等。当地球运行至远日点时,公转速度比运行至近日点时要慢,这也解释了为何北半球的夏季比冬季更长。

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