一年為什麼有四季？

地球有兩種基本的運動， 一種叫自轉——地球自身的旋轉， 另一種叫公轉——繞著太陽的旋轉。 自轉是繞著穿過南北兩極的地軸進行的， 方向是自西向東， 離兩極越遠的地方轉速越快。 與兩極等距的那一圈叫赤道。 地球自轉一周的時間為一天， 也就是24小時。 地球繞太陽公轉的速度為每秒30公里， 繞太陽一周需要365天5時48分46秒。 也就是一年， 天文學上稱之為回歸年。

地球繞太陽公轉的軌道是一個橢圓， 它的長直徑和短直徑相差不大， 可近似為正圓。 太陽就在這個橢圓的一個焦點上， 而焦點是不在橢圓中心的，

因此地球離太陽的距離， 就有時會近一點， 有時會遠一點。 一月初， 地球離太陽最近， 為147， 100， 000公里， 這一點叫做近日點。 七月初地球離太陽最遠， 為152， 100， 000公里， 這一點叫做遠日點。

事實上， 當地球在近日點的時候， 北半球為冬季， 南半球為夏季， 在遠日點的時候， 北半球為夏季， 南半球為冬季。 這就說明， 四季的變化與近日點和遠日點無關。 那麼四季的變化到底是怎麼產生的呢？與公轉有關， 但是決定性的條件是地球必須斜著繞太陽轉；假如地球是垂直的繞太陽旋轉的話， 太陽光線將永遠直射在地球的赤道四周， 而其他地方的地平面與太陽光線的 的夾角也永遠不變， 地球上將不會有四季的變化。

我們知道， 地球上某一平面氣溫高低與太陽光是直射還是斜射該平面有關。

那麼這種效果是怎麼產生的呢？我們來分析一下。 假定有一束固定大小的光束， 當他直射在某一平面時， 他投射在該平面的光斑將是一個正圓， 而斜射時， 光斑將是一個橢圓， 而且越斜橢圓越大， 也就是說， 斜射時同樣多的光線照在了更大的面積上。

我們可以理解為， 光束斜射時光斑區的光線稀一些， 直射時光斑區的光線濃一些。 這就是為什麼太陽光直射的地方氣溫要高一些， 而斜射的地方氣溫要低一些。 我們知道氣溫是決定季節的主要因素， 所以我們不難理解太陽光直射的地方， 將是夏季， 而斜射得最厲害的地方將是冬季， 這兩者之間的則是春季或秋季。

那麼四季的交替變化又是怎樣形成的呢？這就與地球的傾斜有關了，

正是由於地球是傾斜著繞太陽旋轉的， 才使得太陽光的直射以赤道為中心， 以南北回歸線為界限南北掃動， 每年一次， 迴圈不斷， 從而形成了地球上一年四季， 順序交替的現象。 具體情況是這樣的， 當地球公轉到3月21日左右的位置時， 陽光直射在赤道上， 這時北半球的陽光是斜射的， 正是春季， 南半球此時正是秋季。 當地球轉到6月22日左右的位置時， 陽光直射在北回歸線上， 北半球便進入了夏季， 而南半球正是冬季。 9月23日左右時， 陽光又直射到赤道上， 北半球進入秋季， 南半球轉為春季。 當地球轉到12月22日左右的位置時， 陽光直射到南回歸線上， 北半球進入冬季， 而南半球則進入夏季。 接下來就進入了新的一年， 新一輪的四季交替又要開始了。