趙啟學(xué)回答道:“我來解答這位同學(xué)的疑問,不過我先來解答為什么緯度越高,溫度越低的原因,很多同學(xué)都知道這個普遍的現(xiàn)象,可是卻不知道這里面的原因吧。根據(jù)我從網(wǎng)上查到的知識,這和太陽的高度角有非常直接的關(guān)系。太陽高度角,地理學(xué)術(shù)語,是指對地球上的某個地點(diǎn)太陽光入射方向和地平面的夾角。
專業(yè)上講,太陽高度角是指某地太陽光線與通過該地與地心相連的地表切面的夾角。當(dāng)太陽高度角為90°時,太陽輻射強(qiáng)度最大;太陽斜射地面程度越大(即太陽高度角越小),太陽輻射強(qiáng)度就越小。地球的緯度越高,太陽高度角越小,太陽輻射強(qiáng)度就越小,所以緯度越高,該地區(qū)的氣溫就越低?!?br/>
“不過我不認(rèn)可這樣的觀點(diǎn),這也是我們今天討論的重點(diǎn)。前面已經(jīng)說過,太陽是一個圓形的發(fā)光體,它的光線是向四面八方進(jìn)行傳遞的,所以到達(dá)地球的光線也就不存在太陽高度角的問題。那為什么會出現(xiàn)這樣的變化呢?這是因?yàn)槲覀兊厍蛲饷娲嬖诜浅:竦拇髿鈱拥木壒?,它是造成緯度越高,溫度越低的原因?!?br/>
趙啟學(xué)拿著粉筆在黑板上畫了新的一幅圖畫,對著各位同學(xué)說道:“不知道各位同學(xué)是否還記得光學(xué)的基本知識,凸透鏡主要對光線起會聚作用,凹透鏡主要對光線起發(fā)散作用。各位同學(xué)可以看我黑板上所畫的簡易示意圖,這就是凸透鏡和凹透鏡的光線傳播示意圖?!?br/>
“各位再看著一張圖,這張圖中的是地球,而外圍的就是我們地球的大氣層。各位同學(xué)仔細(xì)看這個圖,是不是發(fā)現(xiàn)我們的地球好像被一個凸透鏡包圍著,我們地球就在這個巨大的凸透鏡的中間。當(dāng)太陽光線從各個方向射向地球的時候,會經(jīng)過地球的大氣層,而大氣層是一個凸透鏡的現(xiàn)狀,太陽的光線就會發(fā)生折射,不斷向焦點(diǎn)進(jìn)行聚集,這個焦點(diǎn)的位置就應(yīng)該處于南北回歸線之間。這樣靠近南北回歸線的地區(qū)受到太陽的輻射強(qiáng)度最多,氣溫就會越高,而緯度越高的地方,由于太陽光線被折射到低緯度地區(qū)的緣故,這一地區(qū)的太陽輻射強(qiáng)度就越少,氣溫就越低。這應(yīng)該就是不同緯度,各個地方的氣溫有非常大的差距的原因?!?br/>
一位同學(xué)站起來說道:“我們的大氣層的確可以看成是一個凸透鏡,不過光線發(fā)生折射的地方應(yīng)該是光線穿過凸透鏡才發(fā)生的吧。我們的地球在凸透鏡中間,有些不太合理?!?br/>
趙啟學(xué)解釋道:“這位同學(xué)可能忘記了光學(xué)的基本原理,可能是我畫的圖給各位產(chǎn)生了誤解,光在進(jìn)入另一種物質(zhì)的時候就會發(fā)生折射的,而不是要穿透而出才發(fā)生的?!?br/>
另一位同學(xué)站起來問道:“光雖然穿過凸透鏡的時候會發(fā)生聚集現(xiàn)象,不過我們的大氣層就一個凸透鏡,凸透鏡的曲率也不是非常大,發(fā)生匯聚的現(xiàn)象不應(yīng)該非常嚴(yán)重,我們地球各個緯度的氣溫雖有差距,不過應(yīng)該差距應(yīng)該不是非常大才是?!?br/>
曹浩東站起來解釋道:“我們的大氣層是分為很多層的,有對流層、平流層、中間層和暖層等,我們可以將不同的大氣層都可以看成是一個巨大的凸透鏡,我們的地球被一個個凸透鏡包圍著,太陽光照射進(jìn)地球時,就會經(jīng)過很多個凸透鏡,光線也會進(jìn)行多次的折射,造成氣溫隨著緯度高低進(jìn)行變化就非常有可能的了。”
一位同學(xué)站起來說道:“趙會長的確實(shí)非常有道理,不過有什么方法證陰趙會長所說的是正確的,畢竟這涉及到我們對地球緯度氣溫的認(rèn)識,我們不得不非常謹(jǐn)慎?!?br/>
趙啟學(xué)回答道:“我無法提供一個驗(yàn)證的方法,不過我們地球上有很多的衛(wèi)星,如果太陽照射到地球的光線是直線,或者說是太陽射向高緯度地區(qū)的強(qiáng)度要低,那么運(yùn)行在地球高緯度地區(qū)的衛(wèi)星能夠接受到太陽的能量就會比較低,太陽能轉(zhuǎn)化為電能的效率就更加低,可是我們并沒有看到哪個國家因?yàn)樾l(wèi)星運(yùn)行軌道的緣故,調(diào)整太陽能板的設(shè)計(jì)的消息,這就足以說陰地球外太空各個方向受到太陽光照射的強(qiáng)度是一樣的,不存在任何的差別?!?br/>
“太陽照射到地球外太空的強(qiáng)度是沒有任何差別的,產(chǎn)生巨大差別的原因是太陽光進(jìn)入了地球的大氣層才產(chǎn)生的。其實(shí)我的理論和太陽的直射點(diǎn)理論沒有多大的差別,我只是將太陽產(chǎn)生直射點(diǎn)的原因給解釋清楚了。在凹凸鏡中心的這一條線上,我們就可以看作是太陽的直射點(diǎn),這一條太陽光線照射進(jìn)地球時不會發(fā)生折射,而其他線路的太陽光線卻會發(fā)生折射,向這一條線上進(jìn)行聚集?!?br/>
唐糖站起來說道:“趙會長的理論確實(shí)非常正確,為我們解釋了太陽直射點(diǎn)的原因。不過,我們地球產(chǎn)生了四季變化,太陽的直射點(diǎn)在南北回歸線上來回移動,趙會長情面不是說楚天河同學(xué)給出了猜想嗎,麻煩就請分享給我們各位同學(xué)吧?!?br/>
趙啟學(xué)說道:“從剛才的分析中,雖然解釋了太陽直射點(diǎn)的原因,導(dǎo)致了緯度越高,氣溫越低,卻是沒有解釋地球出現(xiàn)四季變化的原因。根據(jù)楚天河的猜想,我們地球受到紫微星的影響,導(dǎo)致地球在進(jìn)行公轉(zhuǎn)的時候,還在發(fā)生偏移,就像人的腦袋左右搖擺,或者以前的擺鐘來回?cái)[動一樣,只是地球的擺動是以赤道為中心進(jìn)行擺動?!?。
“地球擺動的幅度在夏至和冬至到達(dá)最大幅度,然后慢慢進(jìn)行擺回來。在夏至的時候,太陽的直射點(diǎn)在北回歸線上,太陽照到北半球的面積達(dá)到最大,照到南半球的面積最小,北半球吸收的太陽能量達(dá)到最大,因此氣溫就最高,這也是北半球氣溫最高的時候。過了夏至,太陽照到北半球的面積逐漸變小,照到南半球的面積逐漸增大。最后在冬至這一天,太陽照到北半球的面積最小,吸收到太陽的能量也就最小,這也是北半球氣溫最低的時候?!?br/>
一位同學(xué)站起來說道:“趙會長的分析雖然非常有道理,不過我們一年中最熱的天不是夏至這一天,而應(yīng)該是大暑節(jié)氣前后幾天,最冷的也不是冬至這一天,應(yīng)該是大寒節(jié)氣前后這幾天,請問趙會長怎么解釋這個問題?”