为何南北极的黑夜能持续数月？解密“极夜”里的黑色时空奥秘

我们来解密一下“极夜”这个神奇的自然现象。南北极地区黑夜能持续数月的根本原因在于地球的自转轴相对于其公转轨道平面是倾斜的。

以下是详细的解释：

地球的倾斜姿态：

• 想象地球像一个旋转的陀螺，但它的旋转轴（地轴）并不是垂直于它绕太阳运行的轨道平面（黄道面）。
• 这个倾斜角度大约是 23.5度。这个倾斜是地球在形成过程中受到各种天体引力作用等因素造成的，并且非常稳定。

地球的公转与阳光照射：

• 地球每年绕太阳公转一周。
• 由于地轴是倾斜的，并且倾斜的方向在公转过程中几乎保持不变（指向北极星附近），导致在一年中的不同时间，太阳光直射地球的位置（直射点）会在南北回归线之间来回移动。

“极夜”的形成：

• 当极点背离太阳时： 在地球公转到某个位置时，例如北半球冬季（大约12月），地球的北极点会完全背离太阳的方向倾斜。这时：
  • 太阳光无法照射到北极圈以内区域： 因为地球是球形的，倾斜的姿态使得太阳光线只能照射到南半球更广大的区域，而无法照射到北极圈（北纬66.5度）以北的区域。即使地球在自转（一天24小时一圈），北极点及附近区域始终处于地球的“阴影面”，无法接收到任何直射阳光。这就是北极地区的“极夜”。
  • 南极地区则是极昼： 与此同时，南极地区正对着太阳，处于“极昼”状态。
• 反之亦然： 大约半年后，当地球公转到另一侧（北半球夏季，大约6月），情况则完全相反。南极地区进入“极夜”，而北极地区则处于“极昼”。

持续数月的原因：

• 极圈的定义： 极圈（北极圈66.5°N，南极圈66.5°S）是理论上的界限。在这个纬度圈上，每年至少有一天太阳整天不升起（极夜）或整天不落下（极昼）。
• 纬度越高，持续时间越长：
  • 在极圈上：极夜或极昼只持续一天。
  • 随着纬度升高（越靠近极点），太阳在地平线以下（极夜）或以上（极昼）的时间就越长。
  • 在极点： 当该极点处于背离太阳的时期时，太阳会连续约 6个月 位于地平线以下，这就是极夜。随后，当该极点转向太阳时，太阳又会连续约 6个月 位于地平线以上，形成极昼。这是持续数月黑夜（或白昼）的极致表现。
• 原因： 地球的公转周期是一年（约365天），而极夜/极昼现象是由地球公转时地轴倾斜造成的。因此，极点附近经历从完全背离到完全朝向太阳的完整周期，自然需要大约半年的时间（约6个月）。纬度稍低的地方，背离或朝向的程度稍轻，所以持续时间就短一些。

总结一下关键奥秘：

• 地轴倾斜是关键： 没有这个23.5度的倾斜，地球上就不会有四季，每个地方每天的昼夜长度也几乎固定不变，更不会有极昼和极夜。
• 公转导致变化： 地球绕太阳公转，使得地轴倾斜的方向相对于太阳的方向不断变化，导致阳光直射点移动和极区日照情况的极端变化。
• 纬度决定时长： 在极圈内，纬度越高，背离或朝向太阳的角度越大，极夜或极昼持续的时间就越长。极点达到了极致，各持续约6个月。

所以，南北极持续数月的黑夜（极夜）并非魔法或神秘力量，而是地球在宇宙中独特的运行姿态（倾斜的自转轴）和规律运动（绕太阳公转）共同作用下的必然结果。