冬天白天短、夏天白天长的现象,主要由地球公转和自转共同作用导致,具体原因如下:
太阳直射点移动
地球绕太阳公转时,太阳直射点在南北回归线之间移动。冬季时,太阳直射南回归线(约12月22日冬至),北半球各地正午太阳高度角最小,导致日照时间最短;夏季时太阳直射北回归线(约6月22日夏至),北半球日照时间最长。
地球公转轨道特性
地球公转轨道呈椭圆形,冬季时地球处于公转轨道的远日点(约1月3日),夏季处于近日点(约7月4日)。尽管地球与太阳的距离在公转过程中有变化,但这种距离差异对日照时间的影响远小于太阳直射点移动的影响。
自转轴倾斜与纬度影响
地球自转轴与公转轨道平面存在约66.5度的倾斜角,导致不同纬度地区在公转轨道上的不同位置接收光照时间不同。夏季时,北半球高纬度地区(如我国)太阳高度角大,地表接收太阳辐射多,日照时间显著延长;冬季时太阳高度角小,日照时间缩短。
昼夜长短变化规律
夏至时北回归线成为北半球“实际赤道”,北半球各地白昼最长(约24小时);冬至时南回归线成为北半球“实际赤道”,北半球白昼最短(约12小时)。春分和秋分时全球昼夜等长。
总结 :冬天白天短、夏天白天长的根本原因是地球公转导致的太阳直射点移动和自转轴倾斜,结合公转轨道特性及纬度差异共同作用的结果。