互动科普

地球有季节变化。这是在地球各个地点看见太阳的高度随着太阳和地球之间不同的位置关系而发生变化的结果。太阳位置较高的时期，气温较高（夏季）；太阳位置较低的时期，气温较低（冬季）。

太阳高度发生变化是地球的自转轴（穿过北极和南极的直线）相对于地球的公转面（法线）具有一定的倾斜角造成的。地球自转轴的这个倾角为23.4°（自转轴偏离公转面法线的角度），因此，随着太阳和地球位置关系的改变，在北半球看见太阳位置较高的时期，在南半球则是太阳位置较低的时期。

不过，23.4°的倾角也不是必然如此。例如天王星自转轴的倾角是大约98°，简直就是横躺着围绕太阳作公转运动。

那么，假如地球自转轴的倾角不是23.4°而是90°的话，那会产生什么结果呢？一般说来，一个行星的自转轴越接近于垂直公转面，季节变化会越小；反之，自转轴越接近于横躺在公转面上，季节变化会越大。假如地球的自转轴倾角为90°，以北京看见太阳的高度为例，计算表明，那将会在夏季看不见太阳下落，在冬季看不见太阳上升。结果，同现在的实际地球相比，夏天会比现在热得多，冬天则会比现在冷得多。

在那样一种夏季酷热和冬季酷寒的地球上，虽然不能说一定没有生命，但是气候环境肯定要比现在严酷得多。

地球自转轴的倾角为90°看见的太阳移动路径

图解显示的是假定地球自转轴的倾角为90°时在北京（北纬40°）看见的太阳一天中在天空的移动路径。在图解的各个天空图中，红线表示所看到的太阳在天空中的移动路径。红线上的红点是每隔一小时太阳的位置。天空图上的中心位置是正上方（天顶），左方为东，上方为南，右方为西，下方为北。天空图上的同心圆表示偏离地平线的角度，中心为90°

可以看出，自转轴倾角为90°时，一年中不同时期看见的太阳每天的移动路径有非常大的变化。事实上，在倾角为90°时，在夏至前后一段时间，整天都可以看见太阳，而在冬至前后一段时间，则整天都看不见太阳。不过，不论自转轴有怎样的倾角，在春分和秋分两天，太阳都是从正东方升起，在正西方下落。

（本文发表于《科学世界》2011年1期）