最热的天是在“三伏”，还是夏至

我们有幸生活在生命的乐园——地球。这里不仅有适于生物生存和繁衍的条件，还有四季的变化。春季万紫千红，繁花似锦；秋季红叶簇簇，硕果累累；夏天可以下水游泳，搏击风浪；冬天能挑战严寒，溜冰滑雪。为什么在地球上的一些地方，一年之中会发生温度的周期性变化呢？

地球围绕太阳运转的轨道不是正圆，而是椭圆形。有时地球离太阳近一些，有时远一些。会不会是地球与太阳距离的变化造成四季的变化呢？地球离太阳最近时是1月初，距离是14 700万公里。那可是北半球最冷的时候。地球离太阳最远时是7月初，距离是15 200万公里，反而是北半球很热的时候。所以地球和太阳之间的距离变化不是四季形成的原因。

地球上丰富多彩的四季变化，是地球的自转轴相对于围绕太阳公转的平面倾斜23.5°造成的。夏天，北半球倾向太阳，太阳光的方向与地面近于垂直，我们看到太阳在天上很“高”。冬天，南半球倾向太阳，北半球的人看太阳在天空中很“低”，阳光很“斜”。

这一高一低，差别就出来了。如果在晚上用手电筒照地面，手电筒垂直往下照的时候，被照亮的地方面积最小。越是斜着照，被照亮的区域面积越大。太阳位置“高”的时候，太阳光的热量都集中在一个小区域，自然这个区域的地面接收的热就多了。太阳光“斜”的时候，同样的热量要分散到更大的面积，单位面积接收到的热量自然就少了。太阳“高”的时候，日照时间长。太阳越“斜”，日照时间越短。两个因素加起来，才是地球上一些地方四季的成因。

说到这里，好像一切都清楚了。不过仔细想想，问题又来了。在夏至这一天，太阳在北半球最“高”，理应是最热的一天。实际上，北半球最热的时候不是夏至（大约在6月22日），而是在一个多月后的“三伏”，大约是7月12日到8月27日。冬至这一天，太阳在北半球最“低”，应该是最冷的一天吧。但北半球最冷的一天也不是冬至（大约在12月22日），而是一个月以后的“三九”，从第二年1月下旬才开始。这又是怎么回事呢？

主要的原因是地球被浓密的大气层包裹。太阳光不是直接加热靠近地面的空气，而是先加热地面。地面通过红外辐射、空气对流和水分蒸发把热带给空气。每平方米的地表上面，有大约10吨空气，可以储存大量的热。这就使地表的温度不会太高。到了晚上，这些热量又使地表的温度不致过低。因此，地球上大部分地区的昼夜温差只有几摄氏度到十几摄氏度。

这样一来，每天的平均温度就不完全取决于从太阳得到多少热量了，而是每天得到的热量和散失的热量之间的差。夏至那天北半球从太阳那里接收到的热量的确最多，但是在夏至过后的几十天中，虽然太阳的位置不是最高了，但还是相当高；日照不是最长了，但还是相当长。每天接收到的热量还是超过散失的热量，所以日平均温度继续升高，到“三伏”天升到最高。只有当太阳足够“低”，每天接收的热量少于散失的热量后，温度才开始降低。同理，冬至过后，北半球虽然日照逐渐增加，但是每天接收的热量还不足以弥补散失的热量，所以“三九”天才最冷。当日照强到能超过每天的热量散失时，“五九、六九，沿河看柳”的春天就来了。

同样的道理，每天中午12点是太阳最“高”的时候，但是一天之中温度最高的时候不是中午，而是下午两点左右。

如果是在室内，没有空调，房屋（墙壁加家具）能储存很多的热，温度的变化也会和太阳的高度不同步。夏天室内感觉最热的时候不是中午，而是傍晚。尽管外面已经比较凉快了，但是墙壁和家具还在不断地把白天储存的热放出来，以红外辐射的方式“烤”我们，所以有穿堂风也不觉得凉快。靠近大江的地方，如中国的重庆、武汉、南京，由于江水在白天被太阳晒热，太阳“落山”以后这些热再散发出来，傍晚就分外的热，形成著名的“火炉”城市。

有趣的是，地下的温度也和地表的温度变化不同步。比如8月6日一般是地表日平均温度最高的时候。但是在地下60厘米处，要到8月20日温度才最高。在地下1.5米处，就要等到9月10日。在地下3.5处，要等到10月29日。到了地下9.4米处，夏季和冬季就和地表反过来了。窑洞冬暖夏凉，就是这个原因。地下的冬夏与地表相比在时间上可以相差很大，有些植物根部细胞的繁殖反而是在冬天进行，夏天停止。

火星上空气稀薄，不仅昼夜温差大，日平均气温与日照相比，也没有明显的滞后现象。金星上又是另一番景象了，由于大气过于浓密（是地球上大气压的90倍），主要是温室气体二氧化碳，从太阳进来的热量很难“逃脱”，使得金星表面烫如炼狱，铅在上面都会融化。这样一比，我们生活在地球上，真是很幸运。

(雨珊摘 文/朱钦士）