Pq Pq Pq Ps Pq Ps cosZ pqq pqq pqq
我们把第一项基于假设地球的半径是距离太阳的一小部分。出于同样的原因,\ QS \在分母上具有良好的逼近可以取代\ PS \,离开表达形式的两个单位向量点积。让n1 = PQ / \ PQ \和n2 = PS / PS \ \单位向量有以下组件的本地笛卡尔坐标系统。
n1 = (cos($)因为(h),因为($)罪(h), sin ($)), n2 = (cos (5), 0, sin (5)) (7.6)
那里因为(Z) = cos(美元)因为(5)因为(h) +罪罪($)(5)(7.7)因为Z < 0时太阳在地平线以下。
天顶角的余弦值达到最大值cos(- 5美元)h = 0时,和一个最小值- cos(+ 5美元)当h =±n。两个值时在地平线\ \ > \ n / 2 - 5美元\,对应永久的极地的夏日。值都是地平线以下时美元\ \ > \ n / 2 + 5 \,对应永久的极地的冬夜。二至点,5需要在其极端值的±7。因此,永久的白天还是晚上有经验在每年的一段时间向极地纬度的n / 2 - 7所示。这些圆圈称为北极和南极在地球上。除了永恒的白天还是晚上,有一个终结者,将照亮黑暗的地球。终结者的位置是由因为ht = - tan ($) (5) (7.8)
如果^是地球的角速度旋转,这样地球的一天Tday = 2 n / il时间单位,白天的时间单位数是2 ht / Q = Tday (ht / n)。我们应当采取公约ht = 0的永恒的夜晚,和ht =±n永恒的天。
运动对一个给定的纬度7.3.2 0,5收益率最小时的白天?什么5收益率最小时的白天?地球现在的倾斜23.5度,一天的长度是23.94小时。素描图的最大和最小小时的日光与地球纬度。
天顶角的昼夜变化导致炎热的天气和寒冷的夜晚。热响应时间足够长,平均一个可观的一部分吗白天的温度变异,每日平均入射太阳能通量是一个信息的统计。自表面入射太阳能通量每平方米是L因为Z, L是太阳常数在W / m2,可以获得每日平均通量平均因为Z地球旋转一段时间。这导致一个无量纲流量因素f,通过增加哪一个太阳常数为了获得每日的意思太阳辐射事件地球上的每平方米的球面。每日平均可以执行分析,导致
= - [cos(^)因为(5)罪(ht) +(^)罪的罪(5)ht) 7.8 n ht取决于情商的地方。。平均每日的推导假设一天的长度远小于一年的长度,所以5月5日被视为常数的一天。如果一天的长度是一个重要的部分的长度,是如此近tide-locked行星水星和金星一样,表情仍然给正确的平均沿纬度圈,但这不再是相同的平均时间平均超过一天。
在春分和秋分,5 = 0和f = cos (^) / n,倾斜的独立。这个同意我们之前得到的结果通过直接几何推理。在一年的其他时间,每日平均通量是由两个相互竞争的因素:不同长度的天,往往会产生高通量在夏天极附近,和一般的天顶角,往往会产生高通量靠近赤道的纬度(仍然是赤道附近如果倾角没有太大)。最大程度上的每日平均日晒的纬度之间的发生总是现世的纬度5和夏季极。5 = 0最大值发生在赤道,和一个小的纬度数值实验表明,最大时增加约43.4 o 5 = 23.4 o(同样的,逆转的迹象,在南半球)。大5,白天的时长效果赢得了杆倾斜角度的效果,和最大值发生在夏季极本身。这种状况几乎发生在冬至的礼物地球的倾斜和火星;因此,夏季北半球夏至日晒相当统一的在这两种情况下。也很有用,每日平均在夏季日晒极超过每日平均日晒在赤道当| 5 | > 17.86 o。
获得总体升值的季节性周期,回想一下,5不同7中南半球的夏季在北半球夏至,冬至到7承担一个值为零的equinox位于两者之间二至点。考虑与统一的行星反照率,这样吸收太阳辐射是由的分布入射太阳辐射。进一步假设热响应时间足够长,平均昼夜循环,但短的长度相比。如果倾斜低于23.4 o,“热点”开始一段距离赤道向极的在南半球,移动到赤道的equinox走近,然后迁移类似的距离为北半球夏至北部的方式。如果倾角大于23.4 o,热点开始在南极,非连续跳跃-43.4 o的季节
秋天
秋天
春天
图7.4:
春天
图7.4:
在现世的纬度跨越- 23.4 o,顺利迁移到赤道和43.4 o在现世的纬度接近23.4 o,然后不连续地跳跃到北极。注意,在这两种情况下,热点跨越赤道每年两次,在秋分);这两个二至点是在赤道最冷的时期。在赤道气raybet雷竞技最新候的周期性是地球的一半。
只剩下5的函数来表达地球在其轨道上的位置。地球像陀螺一样旋转,如果没有力矩作用于地球(稍后我们将放松假设)它的角动量守恒。因此,旋转轴保持一个固定的方向相对于遥远的恒星。这就是为什么北极星是北半球全年北极星。让k的角度描述行星的位置,如图7.4所示。我们的约定应当采用k = 0发生在北半球夏至。我们是指k随着季节角,但它是更常见的(而且更晦涩地)被称为太阳的经度。在我们的例子中,我们定义了太阳的经度相对于北半球夏至,但其他的选择也常见,例如定义它相对于北方冬至、春分。当讨论进展通过季节性周期地球以外的行星上,本赛季角几乎是普遍用于描述行星在其周期,因为这个描述可以不再需要为每个行星名字好几个月。如果我们项目旋转轴在黄道面(即包含行星的轨道的平面),然后用PS角由这个向量等于k。转动轴投射到黄道面就像时钟的手,钟面一次每年在旋转着,虽然速度不均匀,如果轨道不是完美的圆形。
让n单位黄道平面的法向量,和na是单位向量的方向转动轴。引入一个新的笛卡儿坐标系统x指向PS, z指向n, y垂直于一分之二右撇子。然后na = (cos (k) sin (Y),罪(k)罪(Y),因为(Y))和太阳的纬度是补的夹角na和x轴,那里
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