今天继续给好奇好学的小伙伴普及冬至的知识,本篇主要介绍气温变化的概念。都是公开的知识,专业的人也懂,作者不过是希望通过整理和转化,让好学但尚不知道的小伙伴更加方便快捷的掌握。
一、节气的由来,把握全局。
(1)节气歌
春雨惊春清谷天,夏满芒夏暑相连。
秋处露秋寒霜降,冬雪雪冬小大寒。
每月两节不变更,最多相差一两天。
(2)歌词解释
春天(2月5日-5月4日)立春、雨水、惊蛰、春分、清明、谷雨
夏天(5月5日-8月4日)立夏、小满、芒种、夏至、小暑、大暑
秋天(8月5日-11月4日)立秋、处暑、白露、秋分、寒露、霜降
冬天(11月5日-2月4日)立冬、小雪、大雪、冬至、小寒、大寒
每年12个月,既然24节气,自然也就平均半个月一个节气,时间就比较容易固定,但是各节气的分界点不是按月初月终分的,一般各节气的分界点是固定在每个月的5日和20日左右。此即为歌诀的最后两句的意思。
(3)二十四节气的背景
二十四节气源于华夏文明的核心区黄河流域,因此主要反映的是千百年来中原地区及周边的气候物候,咱们现代人知道各地因为纬度和海陆及地形等因素必然不同,所以其他各地只能是参考也是必然。
二十四节气雏形于春秋时代,当时就定出仲春、仲夏、仲秋和仲冬等四个节气。以后不断地改进与完善,到秦汉年间,二十四节气已完全确立。公元前104年,由邓平等制定的《太初历》,正式把二十四节气订于历法,明确了二十四节气的天文位置。
太阳从黄经零度起,沿黄经每运行15度所经历的时日称为“一个节气”。每年运行360度,共经历24个节气,每月2个。其中,每月第一个节气为“节气”,即:立春、惊蛰、清明、立夏、芒种、小暑、立秋、白露、寒露、立冬、大雪和小寒等12个节气。
立冬 每年11月7日前后。
小雪 11月22日前后为“小雪”节气。北方冷空气势力增强,气温迅速下降,降水出现雪花,但此时为初雪阶段,雪量小,次数不多,黄河流域多在“小雪”节气后降雪。
大雪 12月7日前后。此时太阳直射点快接近南回归线,北半球昼短夜长。
冬至 12月22日前后,此时太阳几乎直射南回归线,北半球则形成了日南至、日短至、日影长至,成为一年中白昼最短的一天。冬至以后北半球白昼渐长,气温持续下降,并进入年气温最低的“三九”。
小寒 1月5日前后,此时气候开始寒冷。
大寒 1月20日前后,一年中最寒冷的时候。
立春以后的事,咱们下回分解
二、为什么更冷了?先从每天的温度变化说起,直接上图。
其实这个气温变化图已经是滤掉很多复杂因素,最简单的建模了。简单来说,我们所能感受到的温度,是空气中的温度,更确切地说是作为地球局面感受的是地球上的温度。那么空气中的温度最核心本原的因素只有两个就容易理解了,那就是地球往外发热的温度和外部太阳给予的温度,更专业的名词叫做太阳短波辐射和地面长波辐射。
先说太阳的短波辐射,太阳照到哪儿哪儿亮是最直接的感受,而进一步感受就是照到哪儿哪儿暖和,太阳带来的暖和其实说的就是短波辐射照射我们身上周边大多数物体上以及空气(不是真空,地球大气层的空气也是介质)就会产生热量,然后我们感到暖和。短波辐射本身是没有温度的,这也就顺便解答了为什么大气层以外离太阳更近反而更冷的问题了。
再说地球,咱们都知道地球本身因为形成时存储的地核地幔的热量,她是我们有温度的母亲,同时有继续吸收和存储着地球的妈妈我们的奶奶照到地球上的短波辐射,咱们的暖水瓶,棉衣服能存热,那么说地球上的大海以及其他各类物质包括她的大棉袄-大气层,能吸热保温,大家没意见吧。
最后综合说我们能感受的温度,没有太阳的时候,地球在虚空中是散热的,快慢另说,这没毛病吧,地面也在散热也就更正常吧。所以太阳没有照到地球之前,咱们是越来越冷的,对伐?好,在此基础上建模:
假设太阳是7点开始照到我们所在位置,7点之前地球每小时降温0.2℃,
太阳开始照射我们的时候,每小时给予我们0.1℃的热量,并随着太阳的升高即临近,8点时升温0.1℃,9点时升温0.2℃,10点时升温0.25摄氏度。
地球也因为太阳的照射发生着变化,7点时降到5℃,8点时降温0.15℃,9点时降温0.1℃,10点恐怕就开始被太阳照的,开始释放热量了。
我们作为人类感受的时天地间的温度,即地球和太阳交接的温度,即为阴阳交接,感受的变化如下:
7点:人类感应地表温度=5℃
8点:人类感应地表温度=5℃-0.15℃(地球母亲的)+0.1℃(太阳奶奶)=继续降温0.05℃即达到4.95℃
因此,综上,太阳出来了,但最冷没有到头,出来一段时间后,才是最低的,然后随着太阳给予人类的短波辐射产生的热量和地球接受太阳短波后以长波的形式返给地表的热量之和大于0,温度才开始触底反弹。
因此最后冬至之后更冷的答案也就呼之欲出了,北半球冬至的时候我们离太阳最远,我们的地表在持续散热,而遥远的太阳给予的热量还很微弱,不足以抵消地表的持续降温,两者相加为负,所以总体上还会继续降温的趋势。直到太阳自南回归线,慢慢向北移动,离我们越来越近,太阳给予我们的热量越来越多,而北半球本身也因为太阳奶奶的赋能而不断升温抵消散热,导致降温的速度不断减慢直到释放的热量和太阳给予的热量相等,两者相加为零,这时我们作为北半球人,所感受到的温度,才是最低温度,此时自认早已过冬至,即为大寒,此时离冬至已过两个节气的时间,即30天左右。另外冬至开始数九寒天,三九二十七天,所以到了三九头上正是最冷的大寒前后。
费话:老话说了,冷在“三九”,现在刚“二九”,在说了:再冷也不能说“冷”要说凉快,说冷是忍受,说凉快是享受。