为什么夏天日照时间长（夏至： 一年中最长的一天背后的科学故事）

北半球每年的夏至都在6月20日或21日。这就是为什么这一天是一年中最长的一天，有最多的日照时间。

在夏至日，太阳在中午时分出现在天空中的高处；相比之下，冬至时正午的太阳在天空中显得很低。

夏至预示着北半球天文上夏季的开始，标志着一年中白昼最长的一天。但是，赤道上空最长的白天和最短的夜晚背后的科学是什么？

根据美国国家航空航天局（NASA）的资料，至点（夏至或冬至）和分点（春分或秋分）是季节的标志，它是由地球轴相对于其围绕太阳的轨道倾斜23.5度而造成的。这种倾斜意味着地球的不同部分接受阳光的时间长短不同，这取决于一年中的时间。在夏至日，北半球向太阳倾斜，接受太阳光线的全部照射——这意味着一年中最长的一天。在北极，太阳在夏至这天确实没有落下。南半球的情况正好相反，南半球在同一天经历冬至；在南极，太阳不会升起。

2023年的夏至将发生在北京时间6月21日23:57。以下是你需要知道的关于北半球一年中最长的一天的一切。

夏至日的太阳会发生什么变化？

在夏至日，在北半球越往北，日照时间越长。在这个半球的人可能会注意到，中午时分太阳在天空中非常高。

在赤道日——一年中两个半球经历相同数量的白天和黑夜的两天——太阳出现在正上方，正午时分在赤道上方90度。但是在北方的夏至日，正午的太阳出现在更高的纬度上：北回归线，位于赤道以北约23.5度，贯穿阿尔及利亚、尼日尔、利比亚、埃及、沙特阿拉伯、阿拉伯联合酋长国、阿曼、印度、孟加拉国、缅甸、中国、墨西哥、巴哈马、毛里塔尼亚和马里。根据设在夏威夷大学的太平洋岛屿海洋观测系统项目，北回归线是太阳在中午可以直接出现在头顶的最北纬度。

为什么夏至日期不同？

每年，北半球的夏至都是在两个日子中的一个： 6月20日或6月21日。在南半球，夏至发生在12月21日或12月22日。

日期的变化是因为公历有365天，每四年的2月会多出一个闰日。根据美国宇航局的数据，在现实中，地球围绕太阳的轨道需要365.25天。由于这种差异，至日并不总是发生在同一天。

地球与太阳的距离

由于地球相对于太阳的倾斜度，我们的星球有四个季节，分别在至点和分点开始和结束。

北半球的一些地区在夏季会变得非常热，你可能会认为地球更接近太阳。然而，实际情况恰恰相反。 据报道，当北半球是夏天的时候，地球离太阳最远。

根据美国宇航局的数据，平均而言，地球距离太阳约1.5亿公里。然而，地球将在北京时间2023年7月7日凌晨5点06分离太阳最远——一个被称为远日点的时刻，届时它将离太阳152,093,251公里。这大约是6月至日之后的两个星期。

同样，地球将在北京时间2024年1月3日早8点38分最接近太阳，一个被称为近日点的点——12月至之后的两周——那时它将距离我们的恒星147,100,632公里。

夏天有多长？

每个季节有两个定义和日期：天文和气象。天文上——即由至点和分点定义——北半球的夏季从夏至开始，在秋分或秋分结束。因此，北半球的夏季从6月20日或6月21日持续到9月21、22、23或24日。

然而，四季持续的天数并不相等，因为地球在椭圆或蛋形轨道上围绕太阳运行时，其速度是变化的。北半球的夏季平均持续93.6天，南半球平均持续89天。根据英国气象局的数据，北半球的气象学夏季从6月1日持续到8月31日。使用这一定义，冬季正好持续三个月，所有季节都是如此。

“夏至”是什么意思？

夏至，古时又称“夏节”、“夏至节”。既是二十四节气之一，也是古时民间“四时八节”中的一个节日，自古就有在夏至拜神祭祖之俗，以祈求消灾年丰。太阳运行至黄经90°时为夏至交节点，一般在公历6月21~22日交节。

为什么夏至不是最温暖的日子？

如果北半球在夏至期间有如此多的阳光，为什么它不是一年中最温暖的一天？

这是因为地球的陆地和水需要时间来加热，也就是所谓的季节性滞后。季节性滞后是由地球上的水造成的，它覆盖了地球表面的大约70%，吸收了大量的热量，这意味着需要更长的时间来加热土地。

夏至之后，北半球的白天开始变短。北部中纬度地区在夏至之后的几周内经历了大约15个小时的日照，而在冬至前后，每天有大约9个小时的日照。此外，北半球仍然向太阳倾斜，使其变得温暖。

夏至庆祝活动

许多文化都承认并纪念夏至。在中国，夏至时值麦收，自古以来有在此时庆祝丰收、祭祀祖先之俗，以祈求消灾年丰。因此，夏至作为节日，纳入了古代祭神礼典。《周礼·春官》载:“以夏日至，致地方物魈。”周代夏至祭神，意为清除荒年、饥饿和死亡。夏至前后，有的地方举办隆重的“过夏麦”，即古代“夏祭”活动的遗存。

蝉鸣声声响，忽觉夏日长

在国外，与夏至有关的最著名的史前遗址是英国的巨石阵。当太阳在一年中最长的一天升起时，太阳的光线与巨石阵的脚跟石对齐。在埃及吉萨的狮身人面像上，太阳在夏至日出现在卡夫雷和胡夫的古金字塔之间。

夏至日，太阳升起时，人们聚集在巨石阵