冬至

冬至这一天过去了。你会发现一个非常有趣的现象：冬至过去的第二天就明显感觉太阳落山稍晚了些。夏至的时候就没有这种感觉。夏至过后，白天的时间没有明显的变短。这是怎么一回事呢？

其实这种现象，在很早的时候人们就觉察到了。在农村一直流传着这样的谚语：“吃过冬至面，一天长一线”，“夏至十八天，冬至当日回”等等。这些谚语究竟是什么意思呢？它们之中又包含了哪些科学道理呢？我们一起来聊一聊这个话题。

冬至时的地球

“吃过冬至面，一天长一线”，这句谚语是说过了冬至，白天的时间会越来越长，一天能长一线的时间。那一线是多长时间呢？它指的是古代女子做针线活用掉一根线的时间，大概也就是两分钟。“夏至十八天，冬至当日回”这句谚语的意思是，夏至过后，白天变短的时间变化不怎么明显，要等到18天以后才有明显变化。而冬至时的白天变化就很明显了。也就是说，冬至过后白天变长的速度要比夏至后白天变短的速度快。

一年之中为什么会有春夏秋冬四季呢？我们知道是地球的公转形成了四季。地球的赤道面和地球围绕太阳公转的黄道面之间存在着一个23°26′的夹角。这就使得地球在围绕太阳公转的时候，太阳光的直射点会在南北纬23°26′之间来回移动。

地球的公转和四季变化

以我们生活的北半球来说，当太阳光直射北回归线时，此时天上的太阳高度达到了最高，白天光照的时间达到了最长。这一天也就是夏至。夏至过后，太阳的直射点开始向南移动，太阳在天上的高度也越来越低，因而白天的时间也就越来越短了。当太阳光直射南回归线时，天上的太阳高度到了一年之中的最低点，白天光照时间也就最短了。这一天便是冬至。冬至过后，太阳的直射点又开始向北移动，太阳在天上的位置又开始越来越高，白天的时间又越来越长了。地球上的昼夜变化就是这样物极必反，周而复始的变化着。

阳光的直射点和四季更替

因此，夏至是一年之中白天最长的一天；冬至是一年之中白天最短的一天。那为什么冬至过后，白天变长的变化要比夏至后白天变短的变化明显呢？我们可以用开普勒定律来解释一下。

开普勒第一定律告诉我们，所有的行星围绕太阳的轨道都是椭圆，太阳在椭圆的一个焦点上。地球围绕太阳的轨道也不例外。因此，地球到太阳的距离不是固定的。它有一个近日点（1.471亿公里）和远日点（1.521亿公里）。夏至时地球位于远日点附近，而冬至时地球位于近日点附近。

地球公转轨道

开普勒第二定律告诉我们，行星和太阳的连线在相等的时间间隔内扫过的面积相等。这就意味着围绕太阳的公转速度不是匀速的。当地球来到近日点附近时公转速度就会加快，来到远日点附近时公转速度就会放慢。

开普勒第二定律图示

地球的平均公转速度为29.783公里/秒。而在冬至这一天，地球已经到达了近日点附近。它的公转速度明显加快，达到了30.273公里/秒。不仅如此，在接下来的一段时间内，地球的公转速度会越来越快。在地球抵达近日点时，它的速度达到了30.286千米/秒。地球的公转速度加快也就意味着冬至过后太阳直射点从南回归线往北移动的速度加快了。我们明显的觉得白天的时间变长了。北半球的白天时间每天会增加大约1分半种。

到了夏至情况就完全反过来了。那时候的地球抵达了远日点附近，地球的公转速度变慢了，只有29.305公里/秒。因此，太阳的直射点从北回归线往南移的速度变慢了。白天时间变短的速度也就变慢了。

地球在近日点和远日点时的公转速度变化

冬至时节虽然白天开始慢慢的变长了，但是往往会变得更加寒冷了，后面还有小寒和大寒等着呢？

关于冬至这些谚语中包含的知识，是不是这样呢？有说的不准确的地方，还请大家多多指教，一起聊一聊吧！