「小小天看世界」会发生什么样的情况？，如果将地球和太阳的距离拉近一万公里( 二 ) 按照牛顿万有引力定律以及开普勒定律

文章图片
根据开普勒第二定律，在相同的时间段内，行星运动半径向量所扫过的区域面积相等。由于在近日点时，地球运行半径较小，要达到相同时间段内扫过的区域面积相等，其公转的速度就较快，运动的角速度和线速度，都将超过公转一周的平均值。反之则角速度和线速度低于平均值。因此，从1月初的近日点到7月初的远日点，地日距离逐渐加大，地球公转速度逐渐变慢；从7月初到第二年的1月初，地日距离逐渐缩小，地球公转速度逐渐变快，这也就造成了地球上一年四季的时间并非是等长的原因。

文章图片
如果只考虑日地距离的变化，那么从变化的绝对值来看，近日点和远日点的差距为500万公里，这个差值与地日平均距离14960万公里相比，仅占3.3% ，这对于太阳辐射传播过程中的能量损耗的贡献率并不是特别明显，不会造成地球上冬季和夏季温度的巨大反差。同时，我们还会发现一个奇怪的现象，那就是在远日点时地球北半球处于夏季，近日点时地球北半球处于冬季，这明显与日地距离对温度的影响不符，造成这种现象的原因就要归功于太阳入射角的变化了。
而我们如果将地球与太阳的距离再缩短1万公里，那么从数值上看，与地日距离甚至近日点和远日点的距离变化来看，都是微乎其微的，并不会对地球的温度产生什么样的影响。
太阳入射角的变化地球围绕太阳公转的轨道，处在一个平面之内，我们称之为黄道平面。而地球的自转轴，与黄道平面并非垂直，而是有一个相对固定的夹角，被叫作黄赤交角，现在计为23度26分。之所以这个夹角我们将之确定为“相对固定” ，一方面是因为这个角度并非一成不变，其变化范围在22.1度到24.24度。另一方面是因为这个角度变化的周期非常漫长，需要4万年的时间，才会完成一个从最低到最高再回到最低的周期性过程。
从地球自转轴倾角及其与黄道平面的交角来看，对于北半球来说，当处于春分和秋分日之时，太阳入射光线直射地球赤道，在相同南、北纬的地区，地球南北半球获取太阳辐射的比例是均衡的。当地球从春分日向远日点运行时，由于黄赤交角的存在，地球北半球的太阳入射角逐渐增加，当到达远日点时，太阳入射光线直射北回归线，这个时候北半球获取太阳辐射的总量是逐渐升高的，因此逐渐从春季过渡到夏季。
而当地球从秋分日向近日点运行时，北半球太阳入射角逐渐增大，当到达近日点，太阳入射光线直射南回归线，北半球获取太阳辐射的总量逐渐减小，地球的季节也因此从秋季过渡到冬季。

文章图片
上述的这个周期性变化过程，很好地解释了地球一年四季的变化依据，也证明了为何北半球在近日点虽然距离太阳近但温度低的内在原因。所以，在较短尺度的距离变化之内，太阳入射角的变化，是决定着地表温度的最重要因素。
距离缩短对地球运行轨道的影响一颗行星之所以能够围绕恒星做周期性的运动，而不被恒星引力吸入或者不被甩出，其根本原因就在于恒星对行星的万有引力，与行星公转产生的离心力相平衡。万有引力与恒星、行星之间的距离密切相关，距离越近，万有引力越大；而离心力则与距离成反比，与运行速度成正比。
当行星与恒星的距离被拉近一定的数值时，由于万有引力的增大，使得其公转速度提升，围绕恒星运转一周所需要的时间就会缩短，这也是在一个恒星系中，通常情况下距离恒星越近的星体，其公转速度也越快的原因。