科学家解释地轴倾斜如何造就了短暂而寒冷的1月

在赤道地区，冬天在12月正式开始。但是在许多地区，1月才是真正的冬天。大气科学家Deanna Hence解释了天气和气候因素，这些因素结合在一起，在一年之交产生了寒冷的条件。

地球的轨道如何影响日照和温度？

当地球绕着太阳运行时，它围绕着一个轴心旋转。在地球围绕其轴线旋转一次的24小时内，其表面的每一点都有一部分时间朝向太阳，有一部分时间远离太阳。这就是造成每天阳光和温度变化的原因。

还有另外两个重要因素。首先，地球是圆的，尽管它不是一个完美的球体。第二，它的轴线相对于它围绕太阳的路径倾斜了大约23.5度。因此，光线直接落在其赤道上，但以一定的角度照射到南北两极。当其中一个极点比另一个极点更多地指向太阳时，地球的这一半就会比另一半得到更多的阳光，而且该半球是夏天。当那一极偏离太阳时，地球的那一半得到的阳光较少，那里是冬天。

季节性变化在两极最为剧烈，那里的光线变化最为极端。在夏季，极地接受24小时的阳光照射，太阳从不落下。在冬天，太阳根本就没有升起。在赤道，那里有稳定的阳光直射，全年的日长或温度变化很小。生活在高纬度和中纬度地区的人，更接近两极，对季节的看法可能与生活在热带地区的人有很大不同。

有一句老话是这么说的：“As the days lengthen, so the cold strengthens（白昼渐长，气温渐降）。为什么在1月份，即使我们的白昼越来越长，天气却常常变得更冷？

地球表面不断从太阳吸收能量，并将其储存为热量。它也将热量排放回太空。地表是变暖还是变冷，取决于地球吸收多少太阳辐射和辐射多少之间的平衡。但是地球的表面并不均匀。陆地通常比水更快地升温和冷却。水需要更多的能量来提高和降低其温度，所以它的升温和降温速度更慢。由于这种差异，水是一个比陆地更好的“热库”--特别是大的水体，如海洋。这就是为什么我们倾向于看到内陆地区比沿海地区的冷暖波动更大。

你住得越北，白昼的数量和强度在隆冬时节开始明显增加所需的时间就越长。在此期间，那些得到很少阳光的地区不断向太空辐射热量。只要它们收到的阳光少于它们散发的热量，它们就会不断变冷。这在陆地上尤其如此，因为陆地比水更容易失去热量。

随着地球的旋转，空气在大气层中围绕它循环。如果进入你所在地区的空气主要来自像北极这样在冬季没有多少阳光的地方，可能会在很长一段时间内接受严寒的空气。但是，如果你的空气穿过一个水体，在一年中保持比较均匀的温度，这些波动可以被大大地拉平。西雅图处于海洋的下风口，这就是它在冬天比波士顿温暖许多的原因。

这在很大程度上取决于人们所居住的位置。你越接近其中一个极点，日照变化的速度就越快。这就是为什么阿拉斯加可以从冬天几乎没有日光到夏天几乎没有黑暗的原因。

即使对于一个特定的地点，一年中的变化也不是恒定的。日照变化的速度在冬至或夏至时最慢--冬季为12月，夏季为6月--而在春分或秋分时最快，在3月中旬和9月中旬。这种变化发生在地球上接收直射阳光的区域从北纬 23.5 度（大约在赤道以北到迈阿密）到南纬 23.5 度（大约在赤道以南到巴拉圭亚松森）。

南半球现在发生了什么？

就日照而言，南半球的人们看到的情况与我们看到的完全相反。现在，他们正处于夏季，正在享受他们一年中所能得到的最大数量的日光。

但有一个关键的区别。南半球的土地比北半球少得多，水也多得多。由于南方海洋的影响，南半球的陆地往往比北半球的陆地有更少的极端温度。

因此，即使在地球的另一边，与你的位置相对的地方可能现在接受的阳光与你所在地区的夏季完全一样多，那里的天气可能与你习惯的夏季条件不同。