【向子期專欄】冬至是什麼日子？

昨天剛過冬至，你對冬至了解多少呢? 每年一次的天文排列都會帶來這種季節變化。與夏季的冬至一樣，世界各地都慶祝冬至，並籠罩在神話之中。邁克爾·格雷什科Michael Greshko發表在最新一期《國家地理雜誌》(National Geographic) 的<冬至是什麼日子？這是您需要了解的內容>( What is the winter solstice? Here’s what you need to know.)
今年，北半球的冬至是美國東部時間 12 月 20 日凌晨 4:20。在赤道以南，這同一時刻標誌著冬天的開始。世界各地的夏至都在同一時間發生，但當地時間因時區而異。 傳統上，夏至和冬至以及相應的春分和秋分標誌著季節的更替。然而，今天的氣象學家正式使用溫度記錄來劃分季節。那麼冬至到底是什麼？這就是您需要了解的全部內容。
什麼是至日？
至日的出現是因為地球的自轉軸相對於地球繞太陽的軌道傾斜約 23.4 度。這種傾斜驅動著地球的季節變化，因為北半球和南半球在一年中獲得的陽光量不等。從三月到九月，北半球更加向太陽傾斜，推動了春天和夏天。 9月到3月，北半球傾斜，所以感覺像秋天和冬天。南半球的季節顛倒。
每年有兩個時刻，即所謂的至日，地軸最接近太陽傾斜。向太陽傾斜最多的半球會看到最長的白天，而遠離太陽傾斜的半球會看到最長的夜晚。在北半球的冬至期間（總是在 12 月 22 日左右），南半球迎來夏至。在北半球夏至期間（總是在 6 月 21 日左右），南半球迎來冬至。
您也可以根據太陽在地球上出現的位置來思考至日。當北半球夏至時，太陽直接出現在北迴歸線（北緯 23.5 度）上空。 （這是你能走到最北的地方，仍然可以看到太陽直射頭頂。）在北半球的冬至期間，太陽直接出現在南迴歸線的上空，即北迴歸線的南面鏡像。
其他行星也會經歷夏至嗎？
地球並不是唯一有至點和春分點的行星。任何具有傾斜旋轉軸的行星也會看到它們。事實上，行星科學家使用至日和春分 來定義太陽係其他行星的「季節
但值得注意的是，由於一些原因，其他行星的季節在氣候上與地球上的季節不同。首先，行星的軸傾斜度各不相同：金星的自轉軸僅傾斜三度，因此金星夏至和冬至之間的季節差異比地球上的要小得多。此外，火星等行星的圓形軌道比地球少，這意味著它們與太陽的距離比我們的變化更大，相應地對季節性溫度的影響也更大。
地球的自軸傾斜在控制每年的季節方面比其近圓形軌道發揮更大的作用。地球每年最接近太陽的時間是在十二月至日後約兩週，也就是北半球的冬季。六月至日後約兩週，也就是北半球的夏季，地球距離太陽最遠。
歷史上的至日
幾千年來，世界各地的文化都想出了各種方式來慶祝和崇敬這些天體事件——從建造與夏至一致的建築到舉辦喧鬧的節日來紀念夏至。
儘管英國神秘建築巨石陣的用途仍不得而知，但這座擁有 5,000 年歷史的紀念碑與至日有著著名的特殊關係。夏至那天，建築群的腳跟石位於巨石陣主圈之外，與初升的太陽對齊。
在埃及，吉薩大金字塔似乎也與太陽對齊。從獅身人面像看去，夏至時太陽落在胡夫金字塔和哈夫拉金字塔之間——儘管目前還不清楚古埃及人是如何這樣定位的。
許多文化都找到了紀念夏至的獨特方式。傳統的斯堪的納維亞節日仲夏節以五月花柱舞、飲酒和浪漫來迎接它。在斯拉夫的伊凡·庫帕拉節日期間，人們戴著花環，圍著篝火跳舞，而一些勇敢的靈魂則跳過火堆，以確保好運和健康。按照更現代的傳統，阿拉斯加費爾班克斯的人們會在夏至時舉行夜間棒球比賽，以慶祝他們在夏季可以享受長達 22.5 小時的日照。午夜太陽遊戲自1906 年開始舉辦。
冬至也有其慶祝活動。 6月24日，正值南半球冬至，印加帝國慶祝Inti Raymi節，這是一個紀念印加宗教強大的太陽神因蒂的節日，也是印加新年的標誌。安地斯山脈各地至今仍在慶祝這一節日，自 1944 年以來，秘魯庫斯科就開始了重建的 Inti Raymi 節日，距離其印加帝國故鄉不到兩英里。古羅馬人用農神節慶祝冬至，這是一個為期 7 天的節日，包括贈送禮物、用植物裝飾房屋和點燃蠟燭。伊朗人在十二月慶祝雅爾達節。這個節日是瑣羅亞斯德教成為伊朗主要宗教以來的支柱節日，傳統上是為了紀念古代波斯光明女神密特拉的誕生。
關於冬至的誤解
如果至日標誌著一年中最亮和最暗的日子，為什麼溫度不能反映這一點呢？
簡而言之，這是因為地球的土地和水需要時間來加熱和冷卻。在美國，一年中最冷的氣溫出現在一月中旬之後，大約是北半球冬至後一個月。同樣，美國的氣溫在夏至幾週後的七月和八月達到最高點。
有些人也認為，由於地球自轉正在減慢，每個新的至日都會創下白天長度的新記錄。但事實並非如此。
確實，數十億年來，地球的自轉速度已經減慢，因為地球因潮汐而失去了角動量。珊瑚化石上的生長線表明，4 億多年前，地球上的白天持續時間不到 22 小時。
但地球的逐漸減速並不是唯一起作用的因素。想像一個花式溜冰選手在溜冰鞋上旋轉；他們可以透過四肢收攏的程度來加快或減慢旋轉速度。同樣，地球質量分佈的變化——從厄爾尼諾現象的風到格陵蘭島冰的融化——可以微妙地調整我們星球的自轉速度。
考慮到所有這些因素，人們認為自 1830 年代以來最長的一天發生在 1912 年的某個時候。它的持續時間比最近的平均時間長不到四毫秒。