为什么春分不是最冷的一天，秋分不是最热的一天？

为什么春分不是最冷的一天，秋分不是最热的一天？ 【ChesterGyo的回答(77票)】: 2015.02.04更新: 之前我也是想当然觉得不应该提问“为何春分不是最冷，秋分不是最热”，看了主的补充和在其他下的回复。现在也比较认可题主的问法。 在春分到秋分期间，北半球每天受到日照的时间都是大于12小时的，如果不细想，每天日间积累的热量应该都要大于夜间散失热量，总体来看秋分应是最热一天。反之春分应该是最冷一天。春分日全球昼夜等长，春分至秋分这半年北半球昼渐长，夜渐短，假如吸收热量的速率和放出热量的速率相等，那么每日势必会积累下很多热量来不及散发出去，直到昼短夜长，天气转凉，那么秋分时是理论上我们应该感觉到气候最热的时候，同理春分时最冷。就像子时阴最盛，阳始生，而午时阳转衰，阴气生。 1 可是这和我们现实生活体验并不相符。 所以题主想问的是:为什么没有积累的热量呢, 因为我国大部分地区每日收入的热量并不足以支持支出。 以下内容来自:中国科普博览,大气科学馆 海陆表面的热能主要来自太阳，太阳辐射能是大气中一切物理过程的原动力。 地球收入的辐射(•地面和大气吸收的太阳辐射)和支出辐射(返回宇宙间的地面和大气的长波辐射)的差额，•就是地一气系统的辐射平衡。辐射差额赤道最大，向高纬度逐渐变小。由赤道到纬度30?地区为正值，在30?以外变为负值。 它的绝对值向高纬度增加而到极地为最大。由此可见，热带和副热带热量收入大于支出，而温带和寒带则支出大于收入，因此必然会发生热量由赤道向两极输送的情况。 热量由赤道向两极输送所造成的大气环流，是影响气候的一个重要因素。 所以，由于30?N以北地区每日支出的热量甚至大于收入，题主所臆想的“每日累积的热量”这种情况是不存在的。 另外，由于高低纬度由于受热不均导致的气压带风带的流动等热量交换活动，造就了当前我们的气候环境。 在这个气候环境下，冬至日比春分日更有资格竞争最冷一天。 而对此我个人猜想是与植被有些关系:在冬季，总体来看 2 植被光合小于呼吸(?)，向大气释放热量，因此还没到春分就达到临界点，气温升高;在夏季反之。至于这一段猜测，我也不太了解植被是否对气候有如此大的影响。所以我之前有想删除“生物学”的标签替换成“气候”，既然题主改回来了，那就这样吧。 。 —————————————————————————————————————————— 2014.12.20原答案: 春秋分的时候，太阳直射赤道。 由于地球自转轨道平面与公转轨道平面不一致而出现的黄赤交角的存在，太阳直射点在南北回归线之间来回运动。每年直射赤道的那两天，是春分日3.21和秋分日9.23，直射南北回归线的日子，分别是冬至日12.22和夏至日6.22。 ——————————————————————————————————————————— 题目所问的，省略了一个区域前提，即“北半球大部分地区，尤其是我国境内大部分地区。” 但是其实这么问还是不太有道理的。 顾名思义，春分，是冬天与春天的分界线，春天似乎不比冬天冷，秋天也不比夏天热。 题主想问的，大概是: 3 “为什么在北半球大部分地区，尤其是我国境内，冬至日不是最冷的一天，夏至日也不是最热的一天。” ——————————————————————————————————————————— 之所以要限定北半球，因为南北半球季节相反，当太阳直射北半球的时候，北半球是夏季，南半球是冬季。 以一般经验来谈，回答里提到的全部是北半球状况。 之所以说大部分地区，因为在赤道附近低纬度地区，由于有太阳直射的存在，气候状况与回归线以外没有直射的地区要有差异的。 ——————————————————————————————————————————— 那回到问题，为什么北半球夏至日不是最热呢, 因为大体上来说，我们感受到的空气温度，并不是直接来自于太阳辐射。而是地面接受太阳辐射之后返还的地面辐射。在夏至日前后，北半球北回归线以北地区受到太阳辐射最强，但是通常在一个月左右(这个时间根据下垫面不同还有所不同，所以日本这样的海洋性特征明显的季风气候(谢 @建川 指正)地区，八月才会达到气温最高)，地面辐射才会达到最强。 另外，我国南方大部分地区之所以感觉七月最热，这和气压带风带的季节性移动也有很大的关系。由于副热带高气压 4 带夏季北移，副热带高气压带控制的地区，盛行下沉气流，降雨一般会稀少，温度升高。而六月太阳直射最强的时候，还会有降雨等因素影响，使得气温并不高。 对于常年受大陆高气压控制的西北内陆地区来说，因为高压，以及深入内陆等原因，降水稀少，年温差大。在上面说的第一个原因之外，再加上特殊的地形和特殊的气候现象，比如焚风等原因，一般也在七月达到气温最高值。 ——————————————————————————————————————————— 应该是这样吧，可能有疏漏，毕竟毕业太久了。 气候的影响因素很多，这个问题主要要解决的是为何春分之后日照时间长而没在秋分达到气温最高的问题，跟实际气候状况的关系并不很大。 。 【杨澍的回答(18票)】: 这是我在假如地球是均匀的，没有大气运动，一年中最冷的时候是否是春分, - 地理这个问题下的答案。 首先是哪一天最冷/热,是两至还是两分, 简单地做了一些分析。具体的数据来源是NOAA的逐日气温(surface air temperature)再分析资料ESRL : PSD : PSD/Climate Diagnostics Branch, Data: NCEP Reanalysis Surface，取2010-2014年五年做多年平均，然后只对北半球 5 做纬向平均，设定纬度值(15N，30N，45N，60N)，得到以下时间序列 不知道为啥图这么不清楚,不知道为啥图这么不清楚, anyway，横坐标是月份，纵坐标是温度(K)。不难看出基本上在各纬度都是一月底二月初达到气温最低值，除低纬(15N)之外，一般最高温度出现在七月底到八月初。基本上，温度极值出现在至日之后的一个月左右。那么为什么是在这些日子呢 如果说理想化的能量收支如下图所示(纵坐标是能量，横坐标是时间;2、4分别是夏、冬至)，那么最冷的时候不就应该是图中的1/5(春分)吗, 问题的关键在于，地球接受太阳辐射的平衡是以“日”为周期的，而不是以年为周期。所以上图更恰当的解释应该是入射能量的日变化，2、4点分别是正午和午夜。也就是说基本上是每天一个循环，那么最冷的日子自然就是上图中横轴下三角形面积最大的一天，也就是冬至。相应地，最热的一天应该是夏至。问题的关键在于，地球接受太阳辐射的平衡是以“日”为周期的，而不是以年为周期。所以上图更恰当的解释应该是入射能量的日变化，2、4点分别是正午和午夜。也就是说基本上是每天一个循环，那么最冷的日子自然就是上图中横轴下三角形面积最大的一天，也就是冬至。相应地，最热的一天应该是夏至。 6 然而实际的情况是，往往最冷/热的一天在至日之后，这是有专门的概念，叫做“季节延迟”(Seasonal lag)。简单来说，因为地球表面大量水的存在，导致了温度变化相对于辐射变化有了滞后。这个滞后的时间随着纬度、地理条件以及季节的不同而改变。一般而言，对于北半球大陆区域，这个延迟是冬季20-25天，夏季25-35天。所以我们就能得到上面几张图的结果了。 【高岩的回答(28票)】: 只有我一个人觉得题主应该把春分秋分变成夏至冬至才合理吗, 分割线。。。。 题主添加了描述。 嗯，设想还是蛮有趣。 不过众所周知，北半球平均气温最高在七月份，最低气温在一月份，不在秋分春分，离得好远，我觉得气温是受很多因素影响，但最关键的还是太阳高度。 【brogliede的回答(2票)】: 单论逻辑， 【吸热与散热的时间相等】，就意味着 【吸热量和散热量相等】吗,你家电水壶傲娇，每次加热半分钟就要休息半分钟，难道水就烧不开了? 其实，白天吸热晚上散热这个设想本身就有问题。细想一 7 下就知道，你球白天也是要散热的。还有两极，易知南极极昼气温-30?，极夜-60?，温差30?跟你国很多地方比起来没啥大不了的。所以最关键的还是太阳直射的纬度。 最后，天王星那种满地打滚的公转，题主你猜猜哪里热哪里冷, 【nonozone的回答(2票)】: 这个问题难道不是，为什么冬至不是最冷的一天，夏至不是最热的一天么,过了冬至这一天，北半球的白天慢慢增长，吸收的热量也慢慢增加。同理过了夏至北半球的白天慢慢变短，吸收的热量也慢慢减少。 那为什么不是冬至最冷，夏至最热呢,这涉及到很多因素。这还有一个因素要考虑就是当地是海洋性气候和大陆性气候。因为物体是有比热的，并且水的比热比岩石的比热要大。夏至是北半球吸收热量最多的时候，如果是大陆性气候，由于比热的关系，一般气温会延迟1个月达到最高温，差不多7月份吧，海洋的比热大，要差不多8月份才到最高值。 所以一般夏天最热的时候是七八月份，冬天最冷的是一二月份。这个最热和最冷，大概是跟农历的节气是相匹配的。 【CombatCode的回答(3票)】: 正午也不是一天最热，午夜也不是最冷。最热一般是下午两点半，最冷是日出前～ 【刘璟的回答(2票)】: 8 事先说明这不是个严谨的科学论证答案。。我只是提供了一个猜测供讨论。 再说明以下答案转自我自己的另一个问题的回答，但是新用户不知道怎么用手机客户端导入链接所以我这里没有引用… —————————分割线————————— 楼上有人归因于lag。。。 可是lag的定义难道不是应该“效果比执行更晚出来”么，那春分之前都一直支出比收入大(which我认为是不妥的，这个再叙)，春分应该是理论执行上的最冷点，按照lag延后理论，最冷点应该比春分更晚出现才对，可是实际上最冷点比春分早啊。。。 所以我觉得取决因素不在lag，而在净通量究竟哪个点到达零值——也即:春分是不是收入开始大于支出的临界点,秋分是不是收入小于支出的临界点, 关于这个问题，我跟楼上broglie de的答案观点一致(也是因为我不会用手机客户端at人所以没有引用，抱歉抱歉)，辐射量跟时长不能等同，因为入射通量和出射通量未必相等。我没算过，所以这里不做详细分析了，求哪位大神详细提点。 总之在这种情况下是可以做到一年里降温时间较短、升温时间较长的，而不是简单的各占半年然后按春分秋分划界。 于是，降温时间(也即支出大于收入的时间)很短，早在冬至之后、春分之前就结束了，所以加上lag和环流之后，最 9 冷点在冬至之后，有些地区比如美东可能会在立春左右。而夏天的净辐射量正值结束点应该也是迟于夏至但是早于秋分，再加上lag，最热点确实就是比夏至迟但是比秋分早。 以上是没有考虑环流的。考虑环流那就会出现沿海和内陆季节分割点都不一样的情况了，比如美东纽约那边最冷一般是二月，我们这里最冷一般是12月中旬和1月。夏天有些地方最热是7月，我们这里一般是8月初。etc。。。 反正个人觉得简单地认为春分秋分是净通量零值点是个很扯的行为，收支通量未必是时刻相等的，怎么能认为昼夜时长一样的春分和秋分就是净通量零值点。既然春分秋分根本不是净通量零值点，那这两个点不是最热和最冷也就没什么好奇怪了。 【项南樵的回答(1票)】: 如果回答的是我国，我想先请题主解释一下为什么春分和秋分应该是最冷最热的,如果不是，题主一定是在赤道生活久了 【cling淼的回答(1票)】: 先说结论，主要原因我认为在热量的累积上。 我之前学习地理的时候也有这样的疑惑，为什么一年中不是在太阳在北回归线的时候最热，在南回归线的时候最冷。 结果一直没有找到答案。 后来，自己找到了一个经验式的答案。 10 私以为: 有一个大前提就是『太阳每天白天对地面产生热量，而夜晚散失热量，但是在春分到夏至这段时间，在前面一段时间，太阳白天积累的热量没有夜晚散失的热量多，在后面一段时间，太阳白天积累的热量比夜晚散失的热量多。为了后面能够更好的表述，将这个转折点的时间定为30天』 在太阳从赤道逐步到北回归线移动的时候，由于正午太阳高度角越来越大，在白天积累的热量越来越多，导致每天的最高气温越来越高。 但是这个气温的升高不仅仅是当天的太阳的作用，还有前一天太阳所产生的余温。 在太阳到达北回归线的时候，太阳高度角最大，当天太阳所产生的热量也是最大， 过了夏至之后，正午太阳高度角逐渐变小，每天对大地产生的热量也是逐渐变少。 但是在夏至之后热量还是在累积的，因为用文字表达比较困难，所以我尝试用公式表达一下。 假设?观察点在北回归线以北?春分到夏至之间是65天，每天夜晚热量散失是30，从春分开始，每天白天热量产生额增加一个，记春分当天为1. 明显可以得出，在前三十天之内，热量值没有累积。 然后可以计算出从春分到夏至每天的实际热量 W=n (n 30) 11 W=1/2 -59/2n+435 ( ) 由公式可以计算出 在 n=65 也就是第65天热量达到最大 当第65天时，热量为 W=630 此时太阳开始北回归线返回赤道，在开始返回的前几天之内，所获取的热量会大于散失的热量，因此热量继续累积。 以返回第一天为例，当天获取热量34，散失热量30，积累4个热量值，因此第一天的实际热量为634，要大于夏至当天。 由这个例子可以看出，并不是夏至当天最热，主要原因我认为在热量的累积上。 【wpzh的回答(1票)】: 为什么一天中温度最高出现在下午2点左右, 【王禹萱的回答(5票)】: 因为有夏至和冬至 【ROSS的回答(0票)】: 之前的答案删了。 各位别看这个答案，写给自己玩的。只考虑太阳辐射通量和日照时长，用了四张A4纸，最后得出了一个模型，随便取了个数值画了个图，有点指导意义。参数选取了纬度45?的观测点，横坐标是太阳直射点纬度的弧度制表示。从图中 12 可以看出日吸收量最小值在-0.4冬至附近，是个负数，表示其实温度在下降。零点在冬至(-0.4)之后春分(0)之前，对应气温最冷的时候。但结果完全不能反映和解释最热点，所以其实基本就是错的。。。不过考虑到我在这里假设完全忽略地球对外辐射，得到积分值为正的结果还算可以接受。另外，这个计算结果让俺更加深刻的体会到大气和海洋对地球的意义，至少在调控温度方面的。 就这么着吧。。。谁看我这个答案谁有病。。。 【周磊的回答(0票)】: 我知道地球上的热量主要来自于太阳辐射。 私以为气温的升降就像我们烧开水水烧开关火然后水会冷。气温也是如此，说白了热量收支问题。 而决定热量收支的也就这么几个方面:昼长、太阳高度角、温室气体保温作用。 大气是透明的能够吸收的太阳辐射不到一半。而地面却是来者不拒。so近地面大气是需要地面辐射来加热的。而大气的保温作用则是防止热量散失的网不过会漏掉一部分。 然后在夏至日之后地面获得的热量仍然高于散失的所以最高温出现的时间就滞后咯～ 本科学历潦草回答如有不当还望指正～ 【Mercury的回答(0票)】: 热量的惯性，这么说可能好理解一点 13 【孟豹的回答(0票)】: 温室效应。 【徐磊的回答(0票)】: 春秋分是太阳直射赤道，另外温度还收到其他因素的影响，拿我国来说，冬季受到西西伯利亚高压的影响，所以冷空气从北方一次次过来，不单单是太阳直射哪里那么简单的 【知乎用户的回答(0票)】: 我想补充一下楼主想法，请大家继续回答: 春分应该是最冷的一天，秋分应该是最热的一天。这个命题，是基于一个假设，那就是地球白天吸热的速率和晚上散热的速率是一样的。 春分前，晚上比白天长，所以地球一整天来说是散热比吸热多，也就是说应该一天比一天冷。而春分后，白天比晚上长，所以应该一天比一天热。于是得出“春分应该是最冷的一天”。 秋分同理。 所以这个问题可以换一种解答方式，那就是:是不是“地球白天吸热的速率和晚上散热的速率是一样的”。 简单的想，应该是，否则地球就不会保持恒温了。可是按这个假设“逻辑”推下去，又和“春分并不是最冷的一天”这个事实不符。 求高人回答～ 14 ------------------------------------------------ 今天新想到的: 原来地球上一个地方温度的高低取决于太阳光线照射的角度。哈哈，楼主明白了么, 【突兀小丘的回答(0票)】: 为什么小暑比大暑少, 原文地址:知乎 百度搜索“就爱阅读”,专业资料,生活学习,尽在就爱阅读网92to.com,您的在线图书馆 15