在我小時候，
我對季節的理解
就是十二月和一月份很冷
白雪覆蓋大地；
四五月百花盛開；
七八月炎熱、陽光普照；
九月十月，則像是各種顏色的樹葉組成的萬花筒。
這就是世界運行的方式，
多麼神奇。
如果你反過來告訴我
地球上有三分之一的人口
從沒看過雪、
或是七月四號對多數人來說 不適合去海灘玩，
我一定會覺得你瘋了。
但事實上，所謂的四季分明
只在這星球的兩個區域出現。
就算在這兩者中
季節也是顛倒的。
為什麼呢？
許多人可能聽過一位天文學家，
他叫刻卜勒 (Johannes Kepler)，
他證明行星軌道是橢圓的
而且太陽並不在這軌道的中心。
他這個想法
在數百年前很驚人。
這個發現解決許多數學上的問題，
那些天文學家們
在測量行星軌道時所面臨的問題。
由於地球的軌道不是個完美的圓形，
所以那些科學書籍裡的圖片，
或是電視上、電影片的，
都給我們誇大的印象，
告訴我們的軌道有多扁平。
事實上，地球的軌道跟正圓相去不遠。
然而，因為地球的軌道嚴格來說是個橢圓
──儘管它看起來不像──
同時太陽也不剛好就在中心，
這表示我們到太陽的距離
會在一整年中不斷變化。
啊哈！
所以冬天就是是地球離太陽最遠的時候！
噢不，別太早下定論。
實際上地球在一月份的時候
比七月份的時候更靠近太陽，
兩者相差 500 萬公里。
一月恰恰
恰恰就是一年之中最冷季節的中間，
對我們北半球來說是如此。
還是沒辦法說服你嗎？
想想看這個：
夏季和冬季在這地表上
會同時發生。
當康乃狄克是冬天時，
紐西蘭是夏天。
所以，如果跟太陽的距離無關，
那還有什麼可能？
嗯，我們還需要知道
地球並不是直立的。
它有點傾斜。
而地軸傾斜
是造成四季的主要原因之一。
地球繞著地軸自轉，
而地軸和鉛直線偏差 23.5 度。
同時，地球也繞著太陽公轉，
而地軸總是指向宇宙中的同一個方向。
搭配上地軸傾斜，
自轉和公轉就造成了
一年之中各地區
白日時數的變化。
夏天白晝長、
冬天白晝短。
所以當陽光照耀著大地時，地球就開始升溫。
太陽下山後，地球就開始降溫。
因此，在夏天、
大約北緯 40 度的地區，
像是康乃狄克州的哈特福，
每天會有 15 小時的白晝、
還有 9 小時的黑暗。
升溫的時間比降溫的時間長。
日復一日，
就造成整體氣溫上升。
把這件事記住，等等會用到！
在各天，則是相反的機制。
降溫的時數
比起升溫的時數多了好幾小時，
日復一日，就造成氣溫下降。
有趣的是，當你愈往北移，
夏天的日照時數就愈長。
所以阿拉斯加州的朱諾有將近 19 小時的白畫、
而同一時間的夏日，佛羅里達州的塔拉赫西只有 14 小時的白晝。
事實上，在北極的夏天
太陽是不會下山的。
好吧，就是日照時數的關係，我懂了！
嗯，不完全！這謎團裡還有另一個要素。
如果日照時間
是影響平均氣溫的唯一因素，
那在北半球的夏天，
北極不就應該是最熱的地方嗎？
因為在夏至附近的月份，
北極都接收了 24 小時的日照。
但那裡是北極。
海上還是有冰山、
陸上還是有雪。
是怎麼回事呢？
地球是個球體，
所以一塊區域所接受到的太陽能量
會隨著太陽在天空中的高度而變化，
如你所知，
這高度會在日出日落間變化。
但是，最大的高度同時也會在一年之中有變化，
夏天的時候太陽較高
而在夏至正午的時候達到最高，
也就是北半球的七月二十一號、
南半球的十二月二十一號。
這是因為隨著地球的公轉
北半球在冬天傾斜的方向
會較遠離太陽，
而在夏天會較靠近太陽，
這讓太陽有更長的時間、
也更能容易直射下來。
還記得夏天那較多的日照時數嗎？
當太陽愈高掛天空的時候，地球上每平方公里
所接受到的太陽能量就愈多。
所以當太陽沒直射時，
每塊區域接受到的能量
就愈少。
因此，儘管北極有 24 小時的白晝
可以加熱升溫，
但它接受到的陽光很分散，
同時傳遞的能量也比南方的少，
這是因為南方傾斜的方向較靠近太陽，
所以太陽在天空中較高。
此外，北極寒冷還有其它原因。
它有 6 個月都不會接受到陽光，
因此降溫。
所以當季節變化的時候，不論你身在何處，
你現在不只可以欣賞每個新季節的美麗
同時還有帶給你這些變化的
宇宙的奧妙。