《列子》是戰國時代的古書，其中這麼一則故事：
孔子東遊途中，碰見兩個小孩在爭辯。爭辯什麼呢？到底是清晨的太陽離人近些，還是中午的太陽離人更近？
一個小孩說：初升的太陽大如車蓋，到中午時像個盤子；近了看著大，遠了看著小，所以清晨時太陽更近。另一個小孩卻說：太陽初升時涼颼颼，到中午時暖烘烘，距離遠就涼，距離近才熱，所以中午的太陽更近。
兩個小孩各執其理，相爭不下。旁聽的孔子也無法應答，反而遭到了嘲笑。
這當然只是個故事。不過我想問：假如是你碰到這樣的問題，該如何解釋呢？
首先，兩個小孩的說法都不正確。
因為地理學告訴我們：同一天的早晨和中午，太陽到地球的距離是一樣的。
那麼，為什麼初升的太陽看起來更大呢？
這主要是因為視覺偏差。清晨天色較暗，地平線上又有樹木、屋頂、山峰等較小的參照物，所以太陽顯得更大。黃昏日落時也是如此。中午光線明亮，太陽高懸於廣袤的天空，所以看起來就顯得小些。
那麼，為什麼中午比清晨感覺更熱呢？
這牽涉到一個重要的地理問題，即：地表受熱與氣溫變化過程。
地表升溫，是因為地球被太陽輻射。儘管地球接受的只是太陽總輻射能量的幾十億分之一，但卻是地球能量的最大來源。地球上植物生長、空氣運動、水迴圈，乃至煤炭、石油的能量，都是直接或間接來自於太陽輻射能。
但是，地表接受太陽輻射是不平均的。
我們可以把太陽光看作一組平行線，而地球表面是球形的。緯度不同的地點，地平線與太陽光的夾角也不相同。
這個夾角叫作“太陽高度角”。
當太陽直射赤道時：赤道的太陽高度角為90度；在北緯30度，太陽高度角就是60度；在南緯50度，太陽高度角就是40度。越靠近南北極點，太陽高度角越接近0度。
也就是說，當太陽直射赤道時，各地的緯度與當地的太陽高度角互為餘角。這個不難理解，自己拿張紙畫畫草圖就一目瞭然。
夏天廣州很熱、哈爾冰涼快，並不是因為兩個地方離太陽遠近不同，而是因為兩地的太陽高度角不同。
同理，一天當中早晚涼快中午熱，也不是因為太陽距離有變化，而是因為不同時刻的太陽高度角不一樣。
但我們要注意：地表溫度和我們感覺到的氣溫不是一個概念。
所謂氣溫，是指近地面空氣的溫度；而不是地表的溫度。在炎熱的夏天，城市路面的溫度可以高達70度以上，甚至能烤熟雞蛋，但氣溫絕不會有那麼高。
地球包裹著上千公里厚的大氣層；這是地球的保護層，也是地球的保溫層。如果沒有大氣層，我們每天必須穿著宇航服才能生存。
太陽輻射是一組複雜的電磁輻射，除了包含可見光，還有波長更長的紅外線、波長更短的紫外線和其它高能射線。
當太陽光射向地球時，高能射線被地球磁場遮蔽。在南北兩極，偶爾會看到炫目的“極光”，那是高能粒子流與地球磁場、高層大氣相互作用而產生的現象。
太陽光穿越大氣層時，大多數有害紫外線被大氣中的臭氧層吸收；可見光和紅外線也有一部分被大氣吸收、反射或散射，其餘的到達地表。
為什麼我們看到的天空是藍色的？
是因為可見光中包含了“紅橙黃綠青藍紫”七種波段的光，而大氣對藍紫光有較強的散射作用。如果沒有大氣，天空又會是什麼顏色呢？應該是黑色的天幕。
為什麼清晨或黃昏的太陽常常是一輪紅日呢？
是因為清晨薄霧或暮靄中，有較多的水汽和二氧化碳，它們反射了大部分藍綠光，而波長較長的紅光、黃光卻可以穿雲破霧。所以，交通警示燈也採用紅燈。
當太陽光到達地面後，地球開始蓄熱，地表開始升溫。地表在升溫的同時也釋放熱量，將近地面空氣慢慢加熱。所以從清晨到中午，我們感覺氣溫在上升。
為什麼我們感覺最熱的時候不是正午12點，而是午後兩三點呢？這是因為近地面空氣是靠地表加熱，而地表從吸熱到放熱有一個時間差。
同理，我們感覺氣溫最低的時分並不是半夜，而是日出前的凌晨。
因為在夜裡，地表還在釋放一部分餘熱，而白天被地表加熱的空氣，會將一部分熱量還給大地，這叫“大氣逆輻射”。到日出之前，地表餘熱和“大氣逆輻射”到達最低，所以此時氣溫最低。
這個過程可以概括為：“太陽照大地，大地暖大氣，大氣還大地”。
理解了這個過程，我們就能解釋：為什麼一天當中的氣溫最高點會出現在午後兩三點，而不是正午；氣溫最低點出現在凌晨，而不是半夜。
同理，我們也能解釋：為什麼一年中最熱的時候不是夏至，而是夏至後的三伏天；一年中最冷的時候也不是冬至，而是冬至後的三九天。
這期談到了不少物理知識，目的在於講清楚太陽輻射與地球受熱過程。這其中，太陽高度角是一個關鍵概念，它是理解地球氣候變化的“第一把鑰匙”。
今天就聊到這裡，我們下期繼續。
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