太阳24小时都在地平线以上的现象我们叫极昼;反之,太阳24小时都在地平线以下的现象我们叫极夜。极昼和极夜只会出现在南极圈和北极圈以内的地方,当南极出现极昼的时候,北极会出现极夜,反之一样。
这种奇特的自然现象是怎样产生的呢?我们知道,地球是太阳系中一颗行星,它自西向东围绕太阳旋转,划出近似圆形的轨迹,周期是一年,这种运动我们称为地球的公转。地球公转产生了地球上的四季更替。与此同时,地球也一直在绕着自转轴进行旋转,这种运动就是地球的自转。地球自转的时候,转到朝向太阳的一面变成了白天,转到背向太阳的一面变成了黑夜,于是自转一周的时间(24小时)里,地球上出现了昼夜交替。但是,地球的自转轴并不垂直于它的公转轨道面,它们有一个22.1度至24.5度之间变化的夹角,这个夹角就是黄赤道角,正是它造就了极昼和极夜这两个奇异的自然现象。
因为这个倾角,当地球从春分日公转到秋分日期间,北极点会一直朝向太阳,所以就出现极昼了。反过来,当地球从秋分日公转到春分日期间,无论地球如何自转,北极点会一直背向太阳,所以就出现极夜了。南极和北极是对立的,所以当北极出现极昼时,南极就会是极夜,反之也一样。
如果地球直立身子公转还会出现极昼和极夜现象吗?答案是不会,当地球自转轴垂直于地球公转轨道面时,任何时候,地球上任意一点的白天与黑夜的时间都相等,也就不会产生极昼和极夜现象了。
我们再来想象一下,如果地球躺着公转又会产生什么现象?如果地球躺着公转,恰好北极对着太阳的话,那么北极将永远是极昼,并且将是一个十分酷热的极昼,而南极将永远变成极夜了,将会更加寒冷。
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