天文四季与气候四季

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四季是根据昼夜长短和太阳高度的变化来划分的。在四季的划分中,以太阳在黄道上的视位置为依据,以二分日、二至日或以四立日为界限。但是,东西方各国在划分四季时所采用的界限点是不完全相同的。我国传统的四季划分方法强调四季的天文意义,是以二十四节气中的四立作为四季的始点,以二分和二至作为中点的。如春季立春为始点,太阳黄经为315°,春分为中点,立夏为终点,太阳黄经变为45°,太阳在黄道上运行了90°。

西方四季划分更强调四季的气候意义,是以二分二至日作为四季的起始点的,如春季以春分为起始点,以夏至为终止点。这种四季比我国划分的四季分别迟了一个半月。

从天文意义上讲,我国的以四立为划分四季界限更为科学。

春、秋二分日,全球各地昼夜长短和太阳高度都等于全年的平均值,具有从极大值(或极小值)向极小值(或极大值)过渡的典型特征。因此,把春分作为春季的中点,和把秋分作为秋季的中点是非常合理的;夏季里,昼最长,夜最短,太阳高度最大的是夏至那一天,该日地表获得太阳能量是最多的。所以,夏至作为夏季的中点是很合理的;同理,冬至作为冬季的中点也是很科学的。

但是,从实际气候上讲,夏至并不是最热的时候,冬至也不是最冷的时候,气温高低的极值都要分别推迟1~2个月。我国有“热在三伏”,冷在三九”的说法。因此,把夏至和冬至分别安排为夏季和冬季的开始日期,与实际气候能更好地对应。所以,西方四季划分更能体现实际的气候意义。

无论是我国的具有天文意义的四季划分,还是西方具有气候意义的四季划分,都是天文上的划分方法。这是因为,二分、二至和四立在天文上都有确切的含义,都是把全年分成大体相等的四个季节,每个季节三个月,太阳在黄道上运行90°。它们都不能反映各地气候的实际情况。通过这种方法划分的季节,就是天文四季。

天文四季是半球统一的。在半球的范围内,每个季节有统一的开始和结束的时刻,并且在半球范围内,每一地点均存在着这四个季节,每个季节都是等长的。

为了准确地反映各地的实际气候情况,划分四季常采用气候上的方法,例如,采用候平均气温划分四季。并且规定:候平均气温大于或等于22℃的时期为夏季,小于或等于10℃的时期为冬季,介于10℃~22℃之间的为春季或秋季。按此标准划分四季,中纬地区季节与气候相一致,低纬地区和极地附近春、夏、秋、冬的温度变化很不明显。同时,在中纬地区,各季的长度也不一样。这就是气候四季。例如,北京春季有55天,夏季103天,秋季50天,冬季157天。

天文四季具有理论意义,气候四季具有实用价值。天文四季是气候四季划分的基础。天文四季是半球统一的。北半球是夏季,南半球是冬季;气候四季则是局部区域(中纬地区)统一的。天文四季的划分取决于天文现象的变化,气候四季的划分取决于气温的变化。无论哪个半球的哪个地点,都有等长的天文四季;而气候四季则在同一地点也不一定等长。这是天文四季和气候四季的主要不同之处。

因为有黄赤交角,使太阳直射点不断移动,就有一年四季的变化了

一、四季的天文学划分

四季的划分,我国与西方有所不同。我国的四季划分方法,强调季节的天文特征:夏季是一年中白昼最长,正午太阳最高的季节;冬季是一年中白昼最短,正午太阳最低的季节;春秋两季,昼夜均匀,正午太阳高度适中,是冬夏之间的过渡季节。具体地说,它以二十四气中的“四立”(立春、立夏、立秋和立冬)为四季的起止,而以二分二至为四仲(见四季的划分)。

春季:立春为起点,春分为中点,立夏为终点;

夏季:立夏为起点,夏至为中点,立秋为终点;

秋季:立秋为起点,秋分为中点,立冬为终点;

冬季:立冬为起点,冬至为中点,立春为终点。

这样的四季,具有明显的天文意义,但与实际的气候情况不符。例如,立春和立秋,是春秋二季的开始,而在气候上仍是隆冬和盛夏;夏至和冬至,是夏季和冬季的中点,可是在气候上,它们并非一年中最热和最冷的时候。

24节气是将地球绕太阳的公转轨道平分24份,从春分点开始,角度每隔15度为一个节气,约为15天。地球在公转轨道上的运行会产生天气和季节的有规律变化,二十四节气的创立不仅是我国科学史上的一个辉煌成就,而且对我国黄河流域人们生活和农业生产,具有指示和预告作用。二十四气是我国劳动人民长期进行天文、气象和物候观测的经验总结,是我国古代的一项伟大科学成就。它的划分兼具天文季节和气候季节的特点。它的二分二至和四立(合称八节),表达的是天文季节;而雨水、惊蛰、清明、谷雨、小满、芒种、小暑、大暑、处暑、白露、霜降、小雪、大雪、小寒和大寒等气,则明显地表示气候和农事季节。其中的大暑和大寒,分别表示一年中最热和最冷的季节。大暑是夏至后第二气,即夏至后一个月,大体与传统的“三伏”中的中伏相当;大寒是冬至后第二气,即冬至后一个月,同传统的“三九”相近。故民谚有“冷在三九,热在中伏”。天文季节和气候季节,区别明显,结合紧密。

西方的四季划分,较多地侧重于气候方面。它把二分二至看作四季的起点。这样的四季比我国的天文四季各推迟一个半月。例如,从立春至春分的一个半月,在我国属春季的前半部分,而在西方却是冬季的后半部分。

无论是我国的四季,还是西方的四季,都是按二分二至划分的,它们都有确切的天文含义。两种划分方法本身都是天文上的,因而都不可能全面地考虑气候的特点。按天文上的定义,一年分成大致相等的四个季节;同一季节,在不同纬度都有同样的始终。而在气候上,春夏秋冬四季,不一定是长短相等的;同一季节,在不同纬度也会有不同的始终。

二、四季的气候学划分

要使春夏秋冬四季反映地面上的气候条件,必须采用气候本身的标准来划分四季。

气候学上通常以侯平均湿度(每5日的平均气温)作为季节的划分标准:

候温高于22℃的时期为夏季,

低于10℃为冬季,

介于二者之间的为春季和秋季。

这样,各地的春夏秋冬四季,都有共同的温度标准。但是,同一地点,四季必然长短不一;不同地点,同一季节并非同时始终。而且,并非到处都有四季。

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