地球有四季的原因

「傾斜的地軸」造就了四季

台灣四季分明。熱帶是四季皆夏的區域。北極在夏季是太陽終日不落下的「永晝」，到冬季則是太陽終日不升起的「永夜」。這些季節的變化，都是地球以傾斜的地軸繞太楊公轉（一年繞一圈）所引起的。

此外，地球也以連結南北兩極，名為「地軸」的軸線為中心，如陀螺般自轉（一天轉一圈）。這條地軸的傾斜度約為23.4度。

下一頁的圖是呈現地球繞太陽公轉時，陽光照射地球的方式，以及從北極點、北半球、赤道、南半球、南極點等五處的地面往上看時，太陽是如何移動的。

夏至時，太陽在北極會沿著地平線水平移動，不會落下，也就是永晝。另一方面，太陽在南極則完全不會升起，也就是永夜。北半球的太陽高度角大，太陽以彷彿繞遠路的方式，在空中斜向移動。南半球的太陽高度角小，以彷彿抄近路的方式前進。到冬至時，太陽的移動方式和夏至時恰好相反。

到春分和秋分時，北極點和南極點的太陽是貼著地平線移動。在其他地區，太陽會從正東方走到正西方，晝與夜的長度也幾乎相等。

在赤道上，太陽一整年都會沿著和地平線垂直的方向升起、落下，但隨著季節推移，太陽的移動路徑會從偏北移往偏南，到春分和秋分時，就變成從正東方朝正西方的路徑。

如果地軸和公轉軌道面（黃道面）垂直，太陽會一直在赤道正上方，季節的變化也會消失。反過來說，如果地軸和公轉軌道面平行，會產生白晝極長的夏季和夜晚極長的冬季，季節的變化也會更劇烈。多虧這23.4度的傾斜，讓季節的變化能夠恰到好處。

為何赤道附近炎熱　南極和北極卻寒冷

赤道附近炎熱，南北極寒冷的原因，是在於太陽高度角。在日本，夏季的太陽高度角大，冬季的角度則小。太陽高度角一大，地表吸收太陽能量的效率就會好。這又是為什麼呢？

太陽高度角變大，代表地平線和太陽形成的仰角大，也就是更接近垂直。反過來說，如果高度角變小，則更接近平行。

至於太陽高度角和太陽能量有何關聯，只要拿手電筒照地面，就能一目瞭然。用手電筒從正上方照地面時，照到的部分會形成很亮的圓形，但換成從低位置斜照地面時，照到的部分會形成橢圓形，面積變大，亮度卻變暗。也就是說，當用等量的光照射時，如果是從正上方照，每單位面積吸收到的光能會更多。

只要看剛才那張太陽在四季如何移動的示意圖，就會知道赤道一整年的太陽高度角都很大。但反觀北極點，卻只有從春分經夏至，再到秋分的這段期間，太陽才會出現，而且就算在夏至，太陽高度角也很小（如果是南極點，則是從秋分經冬至，再到春分的期間）。北極點的夏至太陽高度角是23.4度，東京的冬至正午太陽高度角卻是31度。由此可知，北極點的夏至太陽高度角，甚至比東京冬至時的還小。光從這一點來看，就能知道和赤道一帶相比，南北極從太陽接收到的能量實在很少。

另一方面，地球不但從太陽吸收能量，也會向宇宙釋放等量的能量。地球的能量會從地球各地持續釋放，即使在夜間也依然持續。赤道附近吸收到的太陽能，超出地球釋放到宇宙的量，而南北極則正好相反。

照理來說，赤道附近應該會越來越熱，南北極則越來越冷。但事實上，南北極並沒有一年比一年冷，赤道也不會一昧地變熱。這是因為大氣和海洋不斷循環，讓地球上分布不均的熱能得以均勻分散。

地球有四季的原因

「傾斜的地軸」造就了四季

台灣四季分明。熱帶是四季皆夏的區域。北極在夏季是太陽終日不落下的「永晝」，到冬季則是太陽終日不升起的「永夜」。這些季節的變化，都是地球以傾斜的地軸繞太楊公轉（一年繞一圈）所引起的。

此外，地球也以連結南北兩極，名為「地軸」的軸線為中心，如陀螺般自轉（一天轉一圈）。這條地軸的傾斜度約為23.4度。

下一頁的圖是呈現地球繞太陽公轉時，陽光照射地球的方式，以及從北極點、北半球、赤道、南半球、南極點等五處的地面往上看時，太陽是如何移動的。

夏至時，太陽在北極會沿著...

初次見面，大家好，我是今井明子，是擁有氣象預報員資格的科學作家。

各位喜歡旅行嗎？要去平時沒去過的地方時，大家想必都會一邊想「那裡跟這裡比，是更冷還是更熱呢？」、「那裡會常常下雨嗎？」，一邊做收拾行李的準備吧。等到了當地後，我們會看到那塊土地特有的動植物，以及配合氣候而生的住宅、服裝和習慣。品嚐當地獨有的美味食物，也是旅行的樂趣之一。這才叫做體會異國風情。

在學校的地理課上，我們會學到各地的氣候、名產和主要產業。有了這些知識，旅行就會變得更有趣。不過上地理課時，老師通常只教「這個地方是這種氣候」，所以你可能會產生像是「為何這地區的雨量少？」、「為何一天之中的溫差這麼大？」之類的疑問吧。

有很長一段時間，我對沙漠不是出現在赤道正下方，而是在緯度更高一點的地方感到困惑。印象中酷熱難耐的沙哈啦沙漠，竟然不是位於赤道正下方，讓我感到很不可思議。這個謎直到我開始準備氣象預報員的考試，才終於解開。至於這背後的原理，我會在本書中詳細解釋。地理和地球科學的知識在意想不到的地方產生交集，讓我頓時恍然大悟的經驗，讓我的印象非常深刻。

地理是社會組的科目，地球科學是自然組的科目，而社會組是文組，自然組是理組，兩者的關係乍看之下似乎很遠。然而，這兩個學科都是以地球為主題，其實應該算非常相近的領域才對。在本書中，我將結合地理和地球科學，對世界各國的氣候和常見現象進行解說。

希望每位讀者在看完本書後，都能對自己好奇的氣候秘密和名產秘辛，有更清楚的了解。此外，既然本書是由天氣預報員所寫，我也想順便講解各氣候帶常出現的氣象與災害。

由於新冠疫情一再延長，想必有很多人已經好幾年沒辦法出國旅行了。如果能讓各位在閱讀本書時想像地球上的各個角落，體驗在腦內旅行的感覺，那將是我的榮幸。

初次見面，大家好，我是今井明子，是擁有氣象預報員資格的科學作家。

各位喜歡旅行嗎？要去平時沒去過的地方時，大家想必都會一邊想「那裡跟這裡比，是更冷還是更熱呢？」、「那裡會常常下雨嗎？」，一邊做收拾行李的準備吧。等到了當地後，我們會看到那塊土地特有的動植物，以及配合氣候而生的住宅、服裝和習慣。品嚐當地獨有的美味食物，也是旅行的樂趣之一。這才叫做體會異國風情。

在學校的地理課上，我們會學到各地的氣候、名產和主要產業。有了這些知識，旅行就會變得更有趣。不過上地理課時，老師通常只教「這個地方是這種氣候」...

前言

第1章 創造氣候的太陽、大氣、海洋
1.有四季皆夏的國度，也有嚴寒無比的地區：地球上的各種氣候帶
2.地球有四季的原因
3.環繞地球的大型風帶
4.海洋的大型環流
專欄：以「階梯」克服水位差距的巴拿馬運河

第2章 氣象的基礎知識
1.形成氣象基礎的水循環
2.降雨和降雪的原理
3.帶來災害的積雨雲
4.霧是如何形成的？
5.高氣壓和低氣壓是什麼？
專欄：南半球和北半球的颱風，為何旋轉方向不同？

第3章 地形和氣象的密切關係
1.海風和陸風
2.山風和谷風
3.為何會有季風？
4.帶來酷暑的焚風現象
5.世界各地的地方風
6.都市的氣候
專欄：富士山頂出現斗笠雲，是天氣變差的前兆？

第4章 熱帶的氣候
1.熱帶的氣候分類
2.熱帶雨林氣候的生態
3.有乾季和雨季之分的熱帶莽原氣候
4.熱帶的農業
5.為何肯亞會有乾雨季之分？
6.東亞的熱帶季風氣候，關鍵在於喜馬拉雅山脈
7.熱帶氣旋的一生
8.颱風在哪裡誕生，朝哪裡行進？
9.熱帶氣旋的構造
10.侵襲菲律賓的強烈颱風
專欄：熱帶氣旋的命名有什麼規則嗎？

第5章 乾旱帶的氣候
1.乾旱帶的氣候分類
2.沙漠氣候的生態
3.有短暫雨季的草原氣候
4.沙漠是如何形成的？
5.綠洲和鹽湖是如何形成的？
6.乾旱帶的農業和畜牧業
7.逐年擴張的沙漠面積
8.乾旱帶的自然災害
專欄：沙漠中出現海市蜃樓的原因

第6章 溫帶的氣候
1.溫帶的氣候分類
2.夏季少雨氣候和冬季少雨氣候
3.溫帶的生態
4.溫帶的農業
5.溫帶氣旋的一生
6.溫帶氣旋的構造和鋒的種類
7.局部豪雨的原理
8.局部豪雨帶來的災害
9.龍捲風形成的原理
10.為何北美洲常出現龍捲風？
專欄：氣旋的墳場

第7章 亞寒帶的氣候
1.亞寒帶的氣候分類
2.亞寒帶的生態
3.亞寒帶的產業
4.高地氣候的生態系統
5.高地氣候的農業
6.為何在鄂霍次克海的海上能看到流冰？
7.亞寒帶的氣候災害
專欄：為何只有北半球有亞寒帶？

第8章 寒帶的氣候
1.寒帶的氣候分類
2.寒帶的生態和產業
3.北極圈和南極圈
4.南極的生活
5.冰河是什麼？
6.會在極地看到的現象
7.為何南極會出現臭氧層破洞？
專欄：會移動的北極點和南極點

第9章 氣候異常與地球暖化
1.氣候異常的原因～聖嬰現象～
2.氣候異常的原因～印度洋變動～
3.氣候異常的原因～北極震盪～
4.氣候異常的原因～西風帶蛇行～
5.地球暖化
專欄：諾貝爾物理學得獎者真鍋博士的大氣海洋耦合模型

參考文獻
索引

前言

第1章 創造氣候的太陽、大氣、海洋
1.有四季皆夏的國度，也有嚴寒無比的地區：地球上的各種氣候帶
2.地球有四季的原因
3.環繞地球的大型風帶
4.海洋的大型環流
專欄：以「階梯」克服水位差距的巴拿馬運河

第2章 氣象的基礎知識
1.形成氣象基礎的水循環
2.降雨和降雪的原理
3.帶來災害的積雨雲
4.霧是如何形成的？
5.高氣壓和低氣壓是什麼？
專欄：南半球和北半球的颱風，為何旋轉方向不同？

第3章 地形和氣象的密切關係
1.海風和陸風
2.山風和谷風
3.為何會有季風？
4.帶來酷暑的焚風現象
5.世界各地的...