四季变化主要由地球公转、自转及地轴倾斜共同作用形成,具体原因如下:
地球公转与地轴倾斜
地球绕太阳公转时,自转轴与公转轨道平面存在约23.5°的倾斜角度。这种倾斜导致太阳直射点在赤道两侧的回归线(北纬23.5°和南纬23.5°)之间周期性移动。当太阳直射北半球时,北半球迎来夏季;直射南半球时,南半球进入夏季。
太阳直射点移动影响光照强度
地球公转过程中,太阳直射点从冬至(南回归线)到夏至(北回归线)再返回冬至,形成四季更替。直射点位置变化导致各地区接收太阳辐射强度差异,例如北半球夏季阳光直射多、温度高,冬季则相反。
公转轨道的椭圆形状
地球公转轨道呈椭圆形,太阳位于焦点之一。尽管地球在近日点(离太阳最近)时公转速度加快,但季节变化主要取决于地轴倾斜和太阳直射点位置,而非公转速度差异。
南北半球季节相反
由于地轴倾斜,当北半球倾向太阳时,南半球背离太阳,反之亦然。这种倾斜导致南北半球季节完全相反。
过渡季节的存在
春分和秋分时,太阳直射赤道,全球大部分地区昼夜等长,气温适中,形成春秋过渡季节。
综上,四季变化是地球自转、公转轨道倾斜及太阳直射点移动共同作用的结果,这种周期性变化为地球生物提供了多样化的环境条件。