5 季节的形成
季节一词由拉丁语的“serere”演变而来,意思是“播种”。因而“季节”仅用来象征春天——“播种时间”。但是早在中世纪时代,“季节”所独有的内涵就被淡化了。新增的3个季节把一年分成4等分:冬天,或是湿润季节;秋天,生长(“增加”或“8月”的词根是一样的,“8月”不仅是“增长的月份”同时也是一个“更加重要的人”)阶段;夏天,古梵语中指全年的一个词。
四季除了勾起人类既实用又浪漫的兴趣,还有着浓厚散文气息的天文学背景,因为它们是地球经年累月绕着太阳转这一行为所带来的直接影响,所以我的叙述就如这主题本身一样既简短又模糊。
地球每24小时自转一周。地球365.25天绕着太阳转一周。为了去掉这0.25天,让日历看起来多少简洁一些(这并不正确,但各国是否会立刻找个时间来商量进行合理的修订,尚值得怀疑),每4年中就有1年是366天,或称为闰年,除了尾数是两个0的年份,比如900、1100、1300或1900。但是可以被400整除的这些年份则是例外中的例外。最近的一个例外是1600年,下一次激动人心的例外就是2000年了。
地带
地球绕着太阳转的轨迹并非正圆,而是椭圆。虽说也不能完全算作椭圆,但是对于开展地球在太空中穿行的轨道的研究来说,这已经比把它看作正圆要难得多。
地轴与太阳和地球所形成的平面之间并非直角,而是66.5°。
但在地球绕太阳转的轨道上,地轴总是保持着同一个角度,这就直接导致了世界各地季节上的差异。
在3月21日,地球与太阳的位置关系使得太阳光正好照亮了地表面积的一半。因此在这个特殊的日子里,世界各地的夜晚和白天的时间长度相等。3个月后,当地球走完绕太阳转的行程的1/4时,北极转向了冲着太阳的方向,而南极则背对着太阳。因此在北极欢度1年零6个月白天的同时,南极也在享受着18个月的黑夜;北半球正在分享夏季的持续日照的同时,南半球上的人们却在炉火旁欣赏美文以度过漫漫冬夜。记得我们在圣诞节去滑冰时,阿根廷和澳大利亚的人们正在烈日下死去,而我们在承受着每年一度热浪煎熬的时刻,则是他们的冰鞋蠢蠢欲动之时。
下一个季节的重要日子是9月23日,因为这一天世界各地白天与黑夜的时间长度又一次相同了。接着,就迎来了10月21日,南极转向了面对太阳的这一方,而北极则背对着热源。此后北半球逐渐变冷,南半球则逐渐变热。
地轴独有的倾斜再加上地球不停地自转,不仅仅是带来了地球上季节的变迁。那个66.5°角也为我们带来了五个温度带。赤道两侧是热带,那个地方的太阳射线以垂直或接近于垂直的角度照射地表。再往北或往南的温度带就是位于热带和极地之间的区域了。在这一带,太阳射线与地球的夹角略小于直角,因而受热土壤或水体的面积必然要比热带受热土壤或水体的面积要大一些。两极区域在夏季所接受的太阳射线的角度足以让每69英里阳光给双倍于此的土地面积加热。
要把这些东西写清楚并不容易。去天文馆看看吧,对这些东西的理解会比读这些文字来得更快些。但是美国只有极少数城市认为有必要建一座这样的天文馆。向议会提出你们想要一个天文馆作圣诞礼物吧!当他们正在辞典中查找这个艰深的词汇时(这也许要花去他们20—30年的时间),你最好碰碰运气看,能不能用几个桔子、苹果或是蜡烛、黑水笔来把这些温度带划分出来,再用一根火柴棒来表示南极和北极。请你不要沉浸于下面这种比较当中,一旦有苍蝇降落在这个小小的自制星球上,不要对自己说:“假设——只是假设——我们像苍蝇一样,毫无目的地在被蜡烛照亮的庞大的桔子表面缓缓爬行——不过是巨人午后消遣的小玩意儿!”
想象是好事。
但不要在天文学的王国中展开想象。