第五章 季节及其产生的原因
我们使用的“季节”一词来源于拉丁语,它从动词“serere”演变而来,该词意为“播种”。“季节”因此单指春天——“播种的季节”。但早在中世纪的时候,“季节”就丧失了其独一无二的含义。其他3个季节也加了进来,把一年分为4个相等的部分:冬季,或湿季;秋季,生长的季节(与“augmentation”或“august”拥有相同词根,“august”不仅是“生长的月份”,也是一个“对其评价有争议的历史人物”);还有夏季,它原本是通指全年的古梵文词。
四季除了有对于人类来说的实际与浪漫的情趣,还有极为平淡无奇的天文学背景。因为四季是地球每年围绕太阳旅行的直接结果,所以我将尽可能简明但有些单调地向你讲述。
地球每24小时围绕自己的地轴转一圈。在大约365.25天内,地球彻底完成围绕太阳旋转一圈的旅程。为了摆脱掉这1/4天,且使年历多少规范一些,我们还有366天的一年,这种年份称作闰年。除了以两个零结尾的年份——比如900年、1100年、1300年或1900年——之外,闰年每4年就要轮到一次。但能被400整除的年份是上述例外中的例外。最近的例外是公元1600年,下一个例外将是美妙的2000年。
地球绕太阳运转的轨迹并非一个精确的圆,而是一个椭圆。它也不完全是椭圆,但比起说它是精确的圆,视其为椭圆将会使人们明白地球在太空轨道中的运行实际上是更为复杂的。
地轴与太阳和地球间构成的平面并非垂直,而是成66.5°的角。
地带
但在绕日运转的过程中,地轴始终保持该角度,这也是世界不同地区有不同季节的直接原因。
在3月21日,地球与太阳之间的位置关系是,太阳的光线正好能照射到地球表面的一半。结果在那天,世界各地皆享有同等长度的白天和夜晚。3个月后,当地球完成了其绕日旅行的1/4,北极正对着太阳,而南极背对着太阳。结果,北极点开始庆祝其一年一度的6个月的白天,而南极点开始庆祝一年一度的6个月的夜晚:北半球的人们开始共享夏日漫长而阳光充足的白天,而南半球的人们就得把长长冬夜花费在靠着火炉读书上了。记住当我们在圣诞节去滑冰时,阿根廷和智利正有人因为中暑死去,而当我们遭受一年一次的热浪袭击时,正是他们把冰刀磨砺之日。
下一个具有季节重要性的日子是9月23日,因为那时世界各地再一次享有同等长度的白天和夜晚。然后就到了12月21日,彼时南极正对着太阳,而北极却背对着这个热量之源。于是北半球变冷,而南半球就变得温暖了。
但是地轴的特殊倾斜以及地球的旋转,并非四季更替的全部原因。这66.5°的角度也给我们带来了5个自然带,在赤道两边是热带,那里日光垂直或近似垂直地射向地表,北温带与南温带都是处于热带与寒带之间的区域,那里日光稍稍偏斜射向地球,故而比起热带,温带的阳光能够照射到更大面积的土地或水域。最后到了两极地区,那里的太阳光线是以这样一种角度照射——即便夏季,每69英里宽的阳光也要被迫照射到几乎是自身两倍大的地区。
把这些事情在纸上说明白不容易。天文馆可以让你看到并理解这一切,且要比你阅读这些文字花费的时间少得多。但认为有必要建立一个天文馆的城市很少。去找市议会,告诉他们你想要一个天文馆作为圣诞礼物吧。当这些议员在字典里查这个难解的词时(这大概得花上他们20或30年),你最好试试你自己的运气——拿一个橘子或苹果,一支蜡烛,还有一些用来标记自然带的黑墨水,用几根火柴表示南极和北极,当一只苍蝇飞到你的小小的自制行星上时,别胡思乱想:“假想一下——仅仅假想——我们也是一些苍蝇,漫无目的地在这个巨大的橘子表面乱爬,这个巨大的橘子被一支巨大的蜡烛照亮——这两个小玩意皆掌控于某个巨人之手,而这个巨人不过想来点午后的娱乐罢了。”
想象是件好事情。
但在天文领域内不要想象。