關于氣候帶及溫帶區域春夏秋冬是如何形成分析與研究

摘?要：根據世界氣候帶的劃分，分為北寒帶、南寒帶、北溫帶、南溫帶和熱帶5個氣候帶，按照中國氣候帶的分，分為寒溫帶、中溫帶、暖溫帶、北、中、南亞熱帶和熱帶以及青藏高原寒帶、高原亞寒帶、高原中溫帶和高原溫帶，根據世界氣候帶和中國氣候帶的劃分，地球上的氣候帶大體上可歸納為寒帶、亞寒帶、溫帶、亞熱帶和熱帶5個等氣候帶，根據互聯上的信息，地球上之所以出現5個氣候帶以及溫帶區域四季分明的氣候都是太陽高度角引起的或稱之為太陽的直射或斜射引起的，研究分析認為，太陽光沒有高度角，也沒有斜射光，全部是直射光，地球上的寒帶、亞寒帶、溫帶、亞熱帶和熱帶5個等氣候帶以及溫帶四季分明的氣候，都是兩極冰蓋所散發的冷空氣的影響程度不同引起的，熱帶是目前還沒有受到兩極冰蓋所散發的冷空氣影響或影響較小的區域。

關鍵詞：春夏秋冬;冰川;氣候帶;冰期

1.概述

1.1地殼是如何的形成

根據《關于太陽系中九大行星是如何形成的推測與分析》，地球是從太陽星球分離出來的，地球初始狀態其表面全部被地幔所覆蓋，處于燃燒的火球狀態，在火球階段地球沒有地殼，只有地幔和地核2層結構，是環境空氣不間斷的散發地球表面上的地幔熱量，通過漫長的時間將地球表面的地幔冷卻形成初始地殼，初始地殼形成以后，地球就由地幔和地核2層結構，轉變為地殼、地幔和地核3層結構，當地球由2層結構轉變為3層結構后，環境空氣仍然不間斷散發地殼下方地幔中的熱量，使得地殼下方的地幔逐漸被冷卻，被冷卻后的地幔就形成新的地殼，使得地殼厚度不斷地緩慢增加，環境空氣通過45.7億年對地幔中熱量的散發，才使得地幔被冷卻成現在的地殼厚度（根據互聯網《地球》資料，地殼厚度為0-33km）。在地球火球階段，地球的地表溫度與現在地殼下方的地幔溫度是相同的，在1000℃以上，隨著地殼的增厚以及地殼對地熱熱量的吸收損耗作用，使得地幔中的高溫熱量散發到地表的熱量溫度逐漸緩慢的降低，根據銀川平原和蚌埠市地熱研究結果，目前地幔中的高溫熱量散發到陸地地表的平均熱量溫度大約為15℃左右（除長年被冰雪覆蓋的高原冰川和兩極陸地冰川或冰蓋外）。

1.2兩極冰蓋和5個氣候帶是如何形成的

由于兩極地區各有半年沒有陽光照射，由于各有半年沒有來自太陽光所產生熱量的補充，環境空氣對地幔中的熱量散發速度大于其它地區，使得地幔的冷卻成地殼的速度大于其它地區，導致兩極地區陸地的地殼厚度大于其他地區的地殼厚度，因為，地幔中的高溫熱量需要通過地層的熱傳導作用，才能將其高溫熱量散發到地殼的表面，地層在傳導地幔中的高溫熱量過程中，其地層自身會吸收損耗地熱熱量，由于地層吸收損耗熱量的作用，地殼越薄地熱散發到地表的溫度越高，地殼越厚地熱散發到地表的溫度越低，當兩極區域陸地地殼厚度達到地熱散發不到地殼表面時，即地幔中高溫熱量散發到地表的熱量溫度低于0℃時，在兩極處于極夜狀態時，地熱散發不到地殼表面的陸地區域就開始結冰，在兩極陸地地區極夜開始結冰以后，一開始時可能只有面積較小的陸地區域地熱散發不到地殼的表面，結冰區域的面積也可能較少，那時極夜所結的冰，到了極晝時就會全部溶化，由此，在兩極地區首先出現春夏秋冬四季分明的氣候。

由于受到兩極陸地極夜結冰冷空氣的影響，使得環境空氣對地熱的散發速度加快，相應的也加速了兩極陸地區域地幔冷卻成地殼的速度，隨著兩極陸地地殼的逐漸增厚，導致兩極陸地區域地熱散發到地表的熱量溫度處于0℃的以下的陸地區域面積逐漸增大，陸地結冰的面積也隨之逐漸增大，陸地結冰面積的增大所散發的冷空氣導致海濱結冰，隨著兩極陸地和海濱結冰的面積逐漸擴大，在兩極區域極夜所結的冰，到了極晝就不能全部融化，通過長期緩慢的積累，由此形成大面積的冰川和冰蓋，隨著冰川和冰蓋不斷地增厚和向外擴張，與此同時除兩極區域的陸地外的其他地區，通過環境空氣對地幔的冷卻，地殼也隨著逐漸的增厚，由此導致地幔中的高溫熱量散發到地表的熱量溫度逐漸降低，隨著地熱散發到地表的熱量溫度的逐漸降低，兩極冰蓋所散發的冷空氣的影響面積也逐漸增加，隨著兩極冰蓋所散發的冷空氣的影響面積擴大，由此在地球上形成寒帶、亞寒帶、溫帶亞熱帶和熱帶五個氣候帶。之所以還有熱帶，這是因為兩極冰蓋所散發的冷空氣對其環境溫度不產生影響或影響很小，其它四個氣候帶環境溫度都明顯受到到兩級冰蓋所散發冷空氣的影響，僅僅是影響程度有差別而已，如果用強弱來劃分不同氣候帶受兩極冰蓋影響程度的話，寒帶最強、亞寒帶強、溫帶中等、亞熱帶弱和熱帶很弱。

1.3為什么高原地區出現寒帶和亞寒帶

高原地區之所以出現寒帶和亞寒帶（如青藏高原的寒帶和亞寒帶），主要原因是，高原區域風速很大，來自太陽光輻射所產生的熱量的熱累積效應很低，即來自太陽光輻射所產生的熱量在風的冷卻作用下瞬間消失或熱累計效應較弱，由此造成高原地區環境空氣對地熱的散發速度快于低海拔地區的散熱速度，使得高原地區地幔冷卻成地殼速度快于低海拔地區的冷卻速度，造成高原地區的地殼厚度大于低海拔地區的地殼厚度，因為地層或地殼地自身的吸熱損耗地熱的作用，地殼越薄地熱散發到地表的熱量溫度越高，地殼越厚地熱散發到地表的熱量溫度越低，當高原區域地熱散發得到地表溫度處于0℃以下，處于0℃以下的區域就開始結冰，通過漫長時間的積累，在高原區域形成大面積的長年不能融化冰川，在受到高原冰川冷空氣的影響下，來自太陽光輻射在地表所產生的熱量瞬間被冷空氣吸收，使之無法形成熱累積效應，由此形成高原地區的寒帶;高原區域亞寒帶除了受高原寒帶冷空氣的影響外，高原亞寒帶區域的地熱散發到地表溫度可能很低，由此形成高原地區的亞寒帶。

1.4為什么只有兩極和高原區域才出現長年冰蓋和冰川，其他地區沒有出現長年的冰川

為什么地球上除南、北極以及高原或高山有冰川或冰蓋外，其他地區（如銀川平原）為什么沒有出現冰川或冰蓋，如上所述，兩極地區和高原區域之所以出現冰川或冰蓋，主要原因是地熱散發不到地殼表面，所以長年被冰雪所覆蓋，其他地區，例如銀川平原的地熱散發到地表的熱量溫度約為14℃，所以銀川平原只有在冬季受來自北極冷空氣影響時，凍土深度會達到1米左右，在沒有強冷空氣影響時，例如，來源天氣網，銀川市7月份日均最低溫度為20℃，冬季的凍土在夏季就會全部融解，所以沒有出現長年的冰川，也就是說，凡是出現長年被冰雪所覆蓋的陸地區域，都是地熱散發不到地殼表面造成的，凡是地熱能夠散發到地殼表面區域，都不會出現長年的冰川或冰蓋，海面所出現的長年冰蓋（例如北冰洋的冰）是受北極陸地長年冰川或冰蓋冷空氣影響作用形成的，陸地或海底沒有出現長年被冰雪所覆蓋的區域都是地熱能夠散發到地殼表面的區域，這就是為什么只有兩極和高原或高山區域才出現長年的冰蓋和冰川，其他地區沒有出現長年的冰川原因之所在。因為，環境空氣仍然在持續的散發地幔中散發到地表的熱量，熱量的散發就意味著地幔在持續的被冷卻，冷卻后的地幔就會成為新的地殼，地殼會持續緩慢的增厚，隨著地殼的增厚，地熱散發到地球表面的熱量溫度會逐漸降低，地熱散發到地表的降低，就意味著，環境溫度會逐漸的降低，環境溫度的降低就預示著，寒帶將逐漸向亞寒帶延伸，亞寒帶將逐漸向溫帶延伸，溫帶將逐漸向亞熱帶延伸，亞熱帶將會逐漸向熱帶延伸，熱帶將會逐漸消失，當銀川平原或其他地區的地殼厚度達到地熱散發不到地殼的表面時，同樣會出現冰川，也就是說，地球表面最終將全部被冰雪所覆蓋，并由此毀滅地球上所有的生物。例如，根據互聯網《月球》和《金星》資料，月球夜間溫度為-183℃，因為月殼比地殼厚，月球的地熱散發不到月殼的表面;金星地面溫度為464℃，晝夜間沒有溫差，月球晝夜間溫差位300℃，說明金星地面溫度全部來自地熱散發到地表的熱量溫度，同時也說明說明金星地殼比地球地殼薄，金星地熱散發到地表的溫度比地球地熱散發到地表的溫度高。這就是為什么說地熱是地球上的主要熱源，地球氣候變化客觀規律會越來越冷的原因之所在。

1.5陽光只有直射光，沒有斜射光

太陽光是個巨大的光源，地球相對太陽光照來說僅為微小的點狀物，因為太陽星球的直徑是地球的109倍，人類在地球上用肉眼看到的太陽星球最大直徑大約為1000毫米左右。如果將1000毫米除以109倍，若從太陽星球上看地球，地球僅為9.2毫米的點狀物，類似地球上人看到天上的星星一般大小，太陽光照射到不足1厘米的物體上不可能產生斜射，因此太陽光照射到地球表面的每一縷光線都是垂直的，所產生的熱量溫度都是相同，由于時空分布溫度的不同、地熱散發到地表的熱量溫度不同、空氣密度的大小和風速的大小不同以及受兩極冰蓋和高原冰川冷空氣的影響程度不同，由此造成不同區域溫度的差異。不存在“當太陽光直射獲得的熱量較多，當太陽光斜射獲得的熱量較少”的問題。

1.6自然環境溫度

（1）熱源

地球上的熱源有2個，其一、是地熱（地熱是指地殼下方地幔中的高溫熱量，通過地層或地殼的熱傳導作用散發到地表的熱量溫度），根據《銀川市平原區淺層地溫場分布特征及其控制因素》和《安徽蚌埠城市規劃區淺層地熱能研究》研究結果，銀川平原和蚌埠市的地熱散發到地表溫度分別約為14℃和16℃，其二、是來自太陽光所產生的熱量，根據來自天氣網的信息，銀川市和蚌埠市7月份最高溫度分別為32℃和34℃，將7月份日均最高溫度減去地熱散發到地表的熱量溫度，來自太陽光所產生的熱量溫度均為18℃，這是在不受北極冷空氣影響條件下陽光在近地表所產生的熱量溫度。在這2個熱源中，地熱是主要熱源，沒有地熱地球上就沒有液態水和生物的地存在，例如，根據中國氣象局氣候公告，中國年平均溫度約為10℃。根據上述兩地地熱研究結果，假設中國陸地（除青藏高原冰川寒帶區域外）地熱散發到地表溫度為15℃，中國年平均溫度已經比地熱散發到地表的溫度低5℃。

（2）環境溫度

如果說，地球上春夏秋冬四季分明的氣候是由太陽光直射或斜射引起的，太陽光所產生的熱量溫度的多少，對地熱不會產生任何影響，在不考慮來自太陽光所產生熱量的情況下，僅考慮地熱的存在（因為地熱是不分晝夜向地表散發），銀川市和蚌埠市年平均溫度分別不應低于14℃和16℃，而實際上以上兩市的年平均溫度分別為8.6℃和15.5℃，均低于地熱散發到地表的熱量溫度，為什么以上兩市的年平均溫度低于地熱散發到地表的熱量溫度呢？其實地球上的自然環境溫度是由3部分組成，即環境溫度=地熱溫度+來自太陽光產生的熱量溫度-來自兩級冰蓋散發的冷氣溫度，由于來自北極的冷空氣對地熱熱量的吸收作用，使得以上兩市年平均溫度低于地熱散發到地表溫度，也就是說，來自北極的冷空氣，不但吸收損耗了以上兩市來自太陽光輻射全年所產生的熱量溫度，同時還分別吸收損耗了銀川市和蚌埠市地熱散發到地表5.4℃和0.5℃熱量溫度，由此使得銀川市和蚌埠市的年平均溫度低于地熱散發到地表的熱量溫度，通過以上分析可以發現，地球上春夏秋冬四季分明的氣候，不是太陽光直射或斜射引起的，而是兩極冰蓋散發的冷空氣多少引起的。

2.地球上溫帶春夏秋冬是如何形成的

2.1四季的變化

地球上溫帶區域春夏秋冬的氣候是如何變化的，現以中國為例，根據中國春夏秋冬四季的劃分，分別是：春季為3月到5月，夏季為6月到8月，秋季為9月到11月，冬季為12至第二年的2月，那么春夏秋冬季節是如何形成的呢？春季：春季是從南向北逐漸進入春季，為什么從南向北逐漸進入春季，因為，從3月21日開始北極進入全極晝狀態，北極冰蓋逐漸消融，即冰蓋面積逐漸減少，由此使得南下的冷空氣逐漸減弱、北極冰蓋所散發冷空氣的影響面積逐漸減小，隨著受北極冰蓋冷空氣影響面積逐漸減少，來自太陽光輻射所產生的熱量與地熱散發到地表的熱量溫度疊加效應逐漸升高，環境空氣溫度也就緩慢的升高，而環境溫度的升高是由低緯度地區逐漸向高緯度區域推進，由此使得春季是從南向北逐漸進入春季;夏季：夏季是從南向北逐漸進入夏季，在此時間段內，北極冰蓋從3月21日開始解凍，到了6月北極冰蓋已經消融了大約3個月，北極冰蓋所散發的冷空氣已經影響不到處于夏季區域或影響很弱，同時也是來自太陽光輻射所產生的熱量的積熱效應最高的時段，在來自太陽光輻射所產生的熱量與地熱散發到地表的熱量溫度相互疊加情況下，達到一年中的最高溫度，所以夏季天氣炎熱;秋季：秋季是從北向南逐漸進入秋季，為什么秋季是從北向南逐漸進入秋季，因為，從9月23日開始，北極進入全極夜狀態，北極冰蓋凍結的面積逐漸增大、冰蓋的厚度逐漸變厚、南下的冷空氣逐漸增強，來自北極的冷空氣影響面積逐漸增大，由于受到冷空氣的影響，來自太陽光輻射所產生的熱量與地熱散發到地表的熱量溫度疊加效應逐漸減弱，環境溫度也逐漸降低，北極所散發的冷空氣首先影響的高緯度地區，然后逐漸向低緯度地區延伸，所以秋季是從北向南逐漸延伸的;冬季：因為，北極區域從9月23日開始全面凍結狀態，到了12月經過大約3個月的連續不斷的凍結，使得冰蓋的厚度明顯增厚，冰蓋的面積明顯增大，來自北極冰蓋散發的冷空氣越來越頻繁，由于受到北極冰蓋強冷空氣的頻繁侵襲，來自太陽光輻射所產生的熱量溫度與地熱散發到地表的熱量溫度的疊加效應達到一年最低狀態，由此導致環境氣溫越來越低，直到第二年的1月北極冷空氣影響達到最強和最頻繁的時期，使得1月份的環境溫度最低，冬季也是從北向南逐漸延伸的，因為來自北極冰蓋所散發的強冷空氣首先影響的高緯度區域，逐漸向低緯度區域發展。當冷空氣由高緯度地區向低緯度地區推進時，由于受到地熱對冷空氣的吸收損耗的影響，冷空氣的強度會逐漸減弱，為什么冷空氣會逐漸減弱呢？這是因為，當環境溫度高于0℃時，地熱對冷空氣有很強的吸收損耗作用，例如，呼和浩特市1月份最高溫度和最低溫度分別為-4℃和-15℃時，廣州市日均最高溫度和最低溫度分別為19℃和10℃，兩市最高溫度和最低溫度相差23℃和25℃，這就是地熱熱量+來自陽光所產生熱量通過近2000公里對來自北極冷空氣吸收損耗作用結果。

通過以上分析，我們可以清晰的看到，中國四季分明的氣候是由北極冷空氣散發得強弱引起的，即春季是來自北極冷空氣逐漸減弱過程，夏季不受北極冷空的影響，秋季是來自北極冷空逐漸增強過程，冬季則是冷空氣影響最強時段，由此形成春夏秋冬四季分明的氣候。同理世界其它地方的溫帶區域的四季分明的氣候，同樣是兩極冰蓋散發得冷空氣強弱引起。陽光沒有高度角或斜射光，全部是直射光。

2.2同緯度環境溫度比較

表1是北半球中國的漠河市和德國柏林市全年各月日均最高溫度和日均最低溫度的比較表，從表中可以看出，中國的漠河市與德國柏林市7月份日均最高溫度和最低溫度分別相差3℃和2℃，而1月份漠河市與柏林市日均最高溫度和日均最低溫度分別相差23℃和34℃，如果說，春夏秋冬四季分明的氣候是太陽光直射或斜射引起的，那么以上2個城市地理緯度基本相同，來自太陽光所產生的熱量應該是基本相同的，四季的環境溫度也應該基本相同，但通過比較，兩市1月份和7月份溫差非常明顯，這是為什么呢？這就是北極冰蓋所散發的冷空氣造成的。因為，根據360百科《巴倫支海》的資料，“巴倫支海冬天北部的平均溫度是-25℃，西南部是-5℃，巴倫支海是北冰洋中最暖的海，海區大部分有結冰現象，但西南部長年不結冰，成為北極圈內長年不封冰的海域”，柏林市處于巴倫支海的西南面和波羅的海的南面，由于巴倫支海海水熱量對來自北極冰蓋冷空氣的吸收損耗作用，使得來自北極冰蓋所散發的冷空氣對德國柏林市影響小，同時受到波羅的海海水熱量對北極冷空氣的再次吸收損耗作用，來自北極冷空氣對柏林市的影響進一步降低，使得柏林市冬季溫度明顯高于漠河市，而北極冰蓋所散發的冷空氣到達中國的漠河市全部為陸地，沒有海水熱量對冷空氣的吸收損耗作用，陸地結冰以后對來自北極冰蓋的冷空氣基本上沒有吸收損耗作用或吸收損耗作用很小（根據相關資料，漠河市冬季的凍土深度可達2米以上），由此導致漠河市冬季環境溫度明顯低于柏林市的環境溫度，通過兩市的全年的環境溫度比較，可以看出，北半球春夏秋冬四季分明的氣候與北極冰蓋散發冷空氣的多少密切相關，與太陽光直射或斜射沒有任何相關性。

2.3世界0℃等溫線分析

1月份是北半球冬季的最冷月，根據互聯網世界1月份和7月份0℃等溫線圖繪制的示意圖（見圖1），可以看出，位于大西洋和太平洋0℃的等溫線，大約在北緯60度附近，而位于北美洲的美國和位于亞洲的中國1月份0℃等溫大約在北緯30～40度之間，從一月份0℃等溫線可以清楚地看出，太平洋、大西洋的海水的對來自北極的冷空氣有明顯的吸收損耗作用，而陸地對冷空氣的吸收作用小，0℃等溫線在陸地區域出現了明顯的向南凸出（例如中國和美國），在遇到海洋時，0℃等溫線明顯向北凹陷（例如太平洋和大西洋），從0℃等溫圖上看，北半球1月份的0℃等溫線為起伏較大的曲線;一月份是南半球為夏季，而南半球1月份的等溫線在南極冰蓋的周邊，大約處于南緯62度～67之間，0℃等溫線相對比較平滑，沒有出現明顯的凸出和凹陷，這就是海水熱量對冷空氣的吸收損耗作用結果。

7月份南半球為冬季，從互聯網中世界七月分0℃等溫線可以看出，南半球的0℃等溫線大約在南緯50～60度之間，0℃等溫線有明顯的北抬，而0℃等溫線仍然比較平滑，沒有出現明顯的凸出或凹陷，因為，南極地區四周都是海洋，沒有陸地與南極大陸連接，由于海水熱量對冷空氣的吸收損耗作用，所以南半球0℃等溫線相對比較平滑，并且0℃等溫線均處于海洋之中。七月份北半球為夏季，從7月份的等溫線圖上看，看不到北半球0℃等溫線，說明北半球7月份0℃等溫線在北極圈以內。

通過世界1月和7月0℃等溫線分布圖分析，可以清楚地說明，地球上溫帶區域的春夏秋冬四季分明的氣候，與兩極冰蓋大小、冷空氣南下和北上的多少密切相關，也就是說，隨著冷空南下或北上逐漸增強，天氣就逐漸的變冷，隨著南下或北上冷空氣逐漸減弱，天氣就逐漸轉暖。如果說，地球上春夏秋冬是太陽光直射或斜射引起的，其緯度相同其等溫線應該是相同的或基本相同。但從北半球1月份0℃等溫線看，其0℃等溫線不在相同地理緯度上。由此說明，地球上氣候的四季的冷熱變化是南極和北極冰蓋散發的冷空氣引起的，而不是太陽光的直射或斜射引起的。

3.分析依據

3.1如果地球上溫帶區域春夏秋冬是太陽光輻射直射或斜射引起的，在北半球的冬季，緯度相同，其地表溫度應基本相同或相差較小，然而，實際上地球緯度相同的地區，在冬季環境溫度有明顯的差異，之所以有明顯的差異，只有一種可性，地球上的溫帶區域春夏秋冬不是太陽光線的直射或斜射引起的，而是兩極地區南下或北上的冷空氣的多少引起的。

3.2南極和北極地下蘊藏著大量的煤炭和石油，說明兩極地區經歷過漫長的高溫期和非常炎熱的天氣，并使之出現大量的生物，才能在其地下才有蘊藏著大量煤炭和石油，也就是說在兩極冰蓋未出現以前，兩極地區與其他地區一樣，有適宜植物生長的溫度條件，如果兩極區域像現在這樣被冰雪所覆蓋，就不可能有生物生長的條件，在兩極地區地下就不可能儲藏大量煤炭和石油。因此，地球上春夏秋冬四季分明的氣候只能是從兩極區域開始的，隨著冰蓋不斷的擴張，將四季分明的氣候推送到遠離兩極區域。

3.3地熱是不分晝夜的向地表散發，根據銀川平原和蚌埠市淺層地熱研究結果，兩地地熱散發到地表的溫度分別約為14℃和16℃，來源天氣網，銀川市和蚌埠市1月份日均最高溫度分別為0℃和7℃和日均最低溫度分別為-11℃和-1℃，兩市1月份的日均最高溫度和日均最低溫度均低于地熱散發到地表的熱量溫度，如果說春夏秋冬是太陽光斜射或直射引起的，不會影響其地熱散發到地表的熱量溫度，通過地熱散發到地表的熱量溫度分析，說明春夏秋冬四季分明的氣候是兩極冰蓋所散發的冷空氣強弱引起的。

4.相關說明

4.1關于太陽光直射或斜射問題

太陽星球距離地球1.5億km，地球相對太陽光輻射來說僅僅是微小的點狀物，巨大的太陽光源照射到微小的物體上，怎么會出現陽光的斜射問題呢？這是因為，地球是圓形的，使得人們在視覺上產生錯覺，而視覺上的錯覺，是因為太陽光的照射對地形地物造成的陰影面積大小或長短引起的，太陽是在北回歸線和南回歸線之間運行，從南回歸線運行到北回歸線，對不同的南緯和北緯維度區域所形成的地形地物陰影面積的大小或陰影的長短是不相同的，從地形地物的陰影面積大小或長短上看，太陽光似乎存在直射和斜射狀態，例如，當太陽在赤道以南運行時，尤其到了北半球冬季，南北朝向的房屋，太陽光線能夠進入朝南的門窗，朝北的門窗始終處在太陽光照射的陰影之中，當太陽在赤道以北運行時，尤其是到了北半球的夏季，南北朝向的房屋，太陽光線進不了朝南的門窗，也進不了朝北的門窗，中午時分人體的陰影就在自己的腳底下。由于太陽的運行軌跡是在南北歸線之間移動，當太陽在赤道以南運行時，對北半球地形地物上所產生的陰影面積要大一些，南半球的陰影面積要小一些，反之，當太陽在赤道以北運行時，對北半球地形地物所產生的陰影面積要小一些，南半球的陰影面積要大一些，陰影面積的大小或長短，不是太陽光光斜射造成的，而是地球是圓形造成的。

4.2早中晚溫差是如何形成的

可能有人會問，如果太陽光輻射照射到地球上每一縷陽光都是直射光，產生的熱量都是相同的，那么早、中、晚的溫差又如何解釋，實際上早晚的溫度低不是太陽光斜射引起的，中午的溫度高也不是太陽光直射形成的。那么早中晚溫差是如何形成的呢？早晨的溫度低是因為夜間沒有太陽光所產生的熱量補充，夜間受環境空氣持續向空中散發熱量，使得夜間溫度逐漸降低，所以一般凌晨的溫度最低，從早晨到中午時分溫度是逐漸升高的，為什么是逐漸升高，其一、是太陽光產生熱量受地形地物陰影的影響（例如，在炎熱的夏季，人們在樹陰下會涼快很多，這就是樹冠對來自太陽光的攔截作用，造成太陽光在地表產生熱量的降低），其二、太陽光在地表通過碰撞和摩擦產生熱量，對地表溫度的升高需要時間（類似燒水，將冷水加熱到溫水和開水需要的延長時間一樣），即地表溫度是隨著時間的延長逐漸升高的。在太陽剛剛升起時，其地形地物的陰影面積非常大，是地形地物的陰影面阻擋了陽光的照射到地表的面積，所以在地表產生的熱量少，從太陽升起到正午，其地形地物的陰影面積逐漸減少，太陽光在地表所產生的熱量逐漸升高，到了正午時分，陰影面積最小，在北半球低緯度區域的夏季甚至基本上看不到陰影，隨著陰影面積的減少，來自太陽光對地表所產生的熱量逐漸升高，環境溫度也就逐漸升高，過了正午，地形地物的陰影面積開始逐漸增大，但陰影面積的增大有一個過程，所以一般在下午2點鐘左右溫度最高，隨后，隨著地形地物的陰影面積逐漸增大，太陽光照射到地表面積逐漸減小，隨著陽光照射地表面積的減小，來自太陽光在地表所產生的熱量逐漸減弱，環境溫度也隨之緩慢的降低，所以，傍晚的環境溫度比下午2點鐘時的溫度要低。而地形地物陰影面積大小或陰影的長短，則是地球是圓形造成，太陽光照射到地球表面不存在斜射光問題，全部是直射光。

4.3關于地形地物的陰影為什么會導致溫度降低

（1）太陽在地球上產生熱量的基本原理

根據《關于排放二氧化碳與氣候變化之間的關系分析與研究》得出的結論，來自太陽的光輻射無論直射光或反射光均沒有熱量（因為，太陽星球距離地球1.5億公里，月球距離地球38萬公里，在此距離范圍內除地球的大氣層外，全部是真空帶，真空中沒有介質，就不能傳遞熱量，例如，保溫杯就是利用真空層進行隔熱的，但不論是太陽光或地表的反射的太陽光（如月光）都能穿越真空帶，使得陽光和月光都能照射到地球的表面上），那么為什么太陽光輻射能夠給地球大氣層和地表帶來熱量呢？雖然太陽光沒有熱量，但有動能能量（根據互聯網《光子》資料，光子的動量在1926年由康普頓在實驗中觀測到，康普頓也因此獲得諾貝爾獎，光子的物理性質資料顯示：“光子具有能量，也具有動量，更具有質量”，根據動量的解釋，在物理學中，動量是與物體的質量和速度相關的物理量。由此說明，其一、陽光是由光子組成，其二、光子在運動時，就表現出物質存在，在現實中，物質與物質在高速碰撞和摩擦時就會產生熱量，例如，宇宙飛船的返回艙在進入大氣層后，在返回艙的外表面與空氣中的物質通過碰撞和摩擦會產生1000℃以上高溫熱量，此時返回艙為大物質，空氣中的物質是小物質，而陽光通過光子與環境空中或地表上物質碰撞和摩擦時，光子是小物質，環境空氣和地表上的物質是大物資，但其基本原理完全相同，即物質與物質在高速碰撞和摩擦時就會產生熱量，所不同就是光子的質量很小，但其光速遠大于返回艙的運動速度），人們通常所說的太陽能就是太陽光輻射的動能能量，即太陽星球強大的熱能能量轉換為太陽光的動能能量，當太陽光進入地球大氣層后，再由陽光的動能通過與大氣層中和地表上的物質碰撞和摩擦產生熱量，陽光是通過光子與大氣層中和地表上物質碰撞和摩擦實現能量的轉換，即由陽光光子的動能能量，轉換為熱量，并由此在環境空氣和地表上表現出來自太陽光熱量的存在，碰撞和摩擦產生熱量只有物理過程，沒有化學過程，與何種物質沒有關系，在一定的光波范圍內只要遇到阻擋物就會產生熱量，因此，在環境空氣中接受太陽光產生熱量以及維持環境溫度存在的主要溫室氣體是占環境空氣99%以上的氮和氧，而不是二氧化碳等微量氣體（在地球大氣層中所有的物質都是熱量的載體，只有所有的物質都獲得同等的熱量，才能表現出溫度的存在，因為，在1m3空氣中的質量為1293克，CO2僅占0.8克，將CO2定義為溫室氣體，就等于定義了0.8物質獲得熱量 =1293克都獲得了熱量，實際上0.8克物質獲得熱量≠1293克物質都獲得了熱量，因此，CO2不可能是溫室氣體）。為什么在一定光波范圍內，因為光波越短產生的熱量越多，光波越長產生的熱量越少，超過一定的光波長度就不具備產生熱量的能力，例如，（1）在地球大氣上界的太陽光輻射的光譜中99%以上波長在0.15～4.0微米之間，太陽光在距離地面500米高度處的熱層產生1000K的高溫（來源《大氣科學辭典》（氣象出版社，1994版），（2）在近地面的太陽光輻射的波長在0.2～1000微米之間，根據上述銀川市和蚌埠市來7月份日均最高溫度分析，來自太陽光所產生的熱量溫度僅為18℃，（3）超過一定的光波長度就不具備產生熱量的能力，例如月光，月光是月球表面反射的太陽光，與地球表面反射的太陽光長波輻射性質完全相同，月光不能給地球帶來熱量，說明經地表反射的太陽光長波輻射（類似水力發電中的水輪機的出水，因為水輪機進水有位能，可推動水輪發電機的轉子，出水位能就消失了）已經失去了動能能量，所以不能給地球上帶來熱量。

（2）地形地物的陰影對陽光產生熱量的影響

由于來自太陽光輻射所產生熱量的多少與物質的密度密切相關，密度越大產生的熱量越多，密度越小產生的熱量越少，因為，環境空氣的密度遠小于地表上的物質密度，來自太陽光在環境空氣中所產生的熱量遠低于陽光在地表物質上所產生的熱量溫度，因此，當陽光被地形地物陰影遮擋后，陽光在地表上所產生的熱量就會減少，散發到環境空氣中的熱量溫度就會降低，也就是說，近地表的環境空氣溫度，除陽光在環境空氣碰撞和摩擦產生的熱量溫度外，主要的熱量溫度來源于陽光在地表物質上所產生的熱量溫度，因為地表上的物質密度遠大于環境空氣密度，太陽光在地表所產生的熱量溫度遠大于在環境空氣中所產生的熱量溫度（根據互聯網《城市熱島效應》，如夏日里草坪溫度為32℃時，水泥地面溫度高達57℃，這就是物質密度不同所產生的溫差），地表被來自太陽光加熱后，其熱量就會散發到環境空氣之中，環境空氣吸受到地表散發的熱量后，環境溫度就會升高，因此，只有地表被來自太陽光通過碰撞和摩擦產生熱量的溫度升高以后，環境空氣才能吸收到地表散發的熱量溫度，近地表的環境空氣溫度才會逐漸升高。這就是地形地物的陰影為什么會導致陽光所產生熱量的降低的原因之所在。確切的說，氣象站百葉箱中的環境溫度=來自陽光在環境空氣中產生的熱量溫度+來自陽光在地表產生熱量后被環境空氣吸收的熱量溫度+地熱散發到地表后被環境空氣吸收的熱量溫度-兩極冰蓋散發的冷空氣的冷氣溫度等四部分構成。

來自陽光所產生熱量的累積效應與風速的大小密切相關，風速越大熱累積效應越低，風速越小熱累積效應越高，在自然環境中風速是隨著距離地面的高度增加而增大，因為近地面的風速最小，熱累積效應最高，這也是為什么陽光從天上來，近地表環境溫度最高的原因致所在。

4.4關于冰期問題

可能有人會問，既然春夏秋冬是從兩極區域開始形成的，那么冰期又如何解釋，根據互聯網360百科《冰期》資料，地球上曾經發生過五段冰期，分別是約24億至21億年前--休倫冰期，約8.5億至6.35億年前—成冰期，約4.5億至4.2億年前--奧陶紀冰期，約3.6億至2.6億年--石炭紀冰期，約258萬年前—第四紀冰期，研究認為地球上沒有發生過冰期，因為，其一、地球上之所以有水，是在地球火球階段燃燒大氣層中的氫形成的（發現氫元素的科學家，將其定義為可燃燒空氣的水，其化學反應式為：2H2+O2=燃燒= 2H2O），也就是說，地球是由高溫向著低溫的方向發展，地球直到5.42億年前的寒武紀才出現生物大爆發，那時的地球表面溫度可能絕大部分區域才下降到100℃以下，地球上才有液態水的存在，又何來冰期？其二、估計從石炭紀3.6億年前開始到2.52億年前二疊紀結束，當時全球地熱散發到地表的平均溫度估計在50℃～35℃之間，在于此高的溫度條件下，如何出現冰期，其三、目前除兩極區域大部分陸地和高原冰川區域地熱散發不到地殼表面、并由此形成長期被冰雪覆蓋的冰川或冰蓋區域外，其它區域地熱散發到地表的平均溫度約為15℃左右，在此之前又怎么會出現冰期？

另外，地熱散發到地表的溫度在不同的地理緯度是不相同的，主要原因是受冷空氣的影響強弱不同，即受冷空氣影響強的高緯度地區，地殼可能要厚一些，地熱散發到地表的溫度要低一些，受空氣影響較弱的低緯度地區，地殼可能要薄一些，地熱散發到地表的溫度要高一些，這就是銀川平原與蚌埠市散發到地表熱量溫度不同的原因之所在。

4.5關于日照時間長短對春夏秋冬四季變化的影響問題

日照時間的長短，可能對環境溫度產生的一定的影響，因為日照時間長，來自太陽光輻射產生的熱量可能要多一些，日照時間短來自太陽光輻射所產生的熱量可能要少一些，但對春夏秋冬四季不會產生影響，例如，夏至日漠河市日照時間比廣州市日照時間長3小時21分鐘，但來自天氣網6月份廣州市和漠河市日均最高溫度分別是33℃和26℃，漠河市比廣州市低7℃，為什么漠河市日照時間長反而比廣州市環境溫度低呢？可能有兩種原因，其一，漠河市的地熱散發到地表的熱量溫度可能比廣州市地熱散發到地表的熱量溫度要低一些，其二、漠河市也有可能受到來自北極弱冷空氣的影響，而廣州市6月份不受來自北極冷空氣的影響，由此導致兩地的環境溫度差;冬至日廣州市比漠河市日照時間長3小時10分鐘，而12月份廣州市和漠河市日均最高溫度分別為21℃和-19℃，兩地溫差為40℃，為什么12月兩地溫差如此之大呢？主要原因是，漠河市受到來自北極冷空氣的強烈影響，而廣州市受到來自北極冷空氣影響較弱，由此導致如此大的溫差。因此，春夏秋冬四季變化，與來自兩極冰蓋所散發的冷空氣強弱密切相關，與日照時間的長短沒有關系。

5.結論

太陽光線照射到地球上的每一點都是直射，沒有斜射，所產生的熱量都是相同的，人們所看到的太陽光照射的地形地物陰影，是地球是圓形造成的，不是太陽光斜射造成的。太陽照射到地球上的每一縷陽光產生的熱量都是相同，之所以不同地區溫度不同，主要是受下墊面的密度、風速的大小、時空分布溫度以及兩極冰蓋散發的冷空氣的多少等的影響，由此導致不同地區溫度不盡相同。

地球上春夏秋冬之分氣候的冷暖變化，主要與南極和北極的溫度變化和冰蓋面積的大小、厚薄及南下或北上的冷空氣的多少密切相關，而與太陽光的照射所謂的直射或斜射沒有任何關系。也就是說地球初始狀態是火球，在兩極地區沒有出現結冰以前，地球上沒有春夏秋冬之分氣候，是環境空氣持續散發消耗地幔中的熱量，使得地幔被冷卻，冷卻后的地幔就形成新的地殼，地殼是在持續緩慢的增厚，由于地殼的吸熱作用，使得地幔散發到地表的熱量逐漸降低，當地幔中熱量散發到兩極陸地和高原區域的溫度為0℃以下時，兩極陸地和高原地區就開始結冰，在兩極地區陸地出現結冰以后，一開始極夜所結的冰，到了極晝會全部融化，在地球的兩極區域陸地上才開始出現春夏秋冬四季分明的氣候，隨著地熱散發到地球表面溫度逐漸降低，使得兩極冰蓋面積逐漸緩慢的向外擴張，由于冰蓋的不斷地擴張，由此在地球上才形成寒帶、亞寒帶，溫帶、亞熱帶和熱帶5個氣候帶，并將將北半球溫帶春夏秋冬四季分明的氣候延伸到遠離兩極極點區域。而南極冰蓋處于海洋的包圍之中，受海水的吸收冷空氣的作用，導致南半球四季分明的氣候并沒有北半球那樣十分明顯。

參考文獻

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