Deanna Hence 是大气科学助理教授，伊利诺伊大学香槟分校。此文最初发布于 The Conversation。
在赤道以北，冬天正式 始于十二月。但在许多地区，一月份才是真正寒冷的开始。大气科学家 Deanna Hence 解释了天气和气候因素如何结合，在新年伊始营造出冬季的景象。
地球的轨道如何影响我们的日照和温度？
地球绕太阳公转时，它会围绕一个轴自转——想象一根穿过地球，从北极到南极的棍子。在地球绕其轴旋转一周的 24 小时内，其表面的每个点都会有一段时间面向太阳，有 一段时间背离太阳。这就是导致日照和温度日夜变化的原因。
还有另外两个重要因素：第一，地球是圆的，尽管它 不是一个完美的球体。第二，它的轴相对于其绕太阳运行的轨道倾斜了约 23.5 度。因此，阳光直接照射赤道，但以一定的角度照射南北两极。
当一个极点比另一个极点更朝向太阳时，地球的那一半就会接收到比另一半更多的阳光，而那个半球就是夏天。当那个极点背离太阳倾斜时，地球的那一半接收到的阳光就更少，那里就是冬天。
季节变化在两极最为明显，那里的光照变化最为极端。在夏天，极点会接收到 24 小时的阳光，太阳永不落下。在冬天，太阳根本不会升起。
在赤道地区，由于持续接收直射阳光，一年四季的白天长度或温度变化都很小。生活在高纬度和中纬度地区（更靠近两极）的人们，对季节的感受可能与生活在热带地区的人们截然不同。
有一句古老的谚语：“白天越长，寒冷越强。” 为什么即使我们日照时间在增加，一月份却常常变得更冷？
这取决于你在世界的哪个位置，以及你的空气来自何方。
地球表面不断吸收太阳的能量并将其储存为热量。它也会将热量辐射回太空。地表是在升温还是降温，取决于地球吸收的太阳辐射量与其辐射出去的量之间的平衡。
但是地球表面并非均匀。陆地通常比水升温和降温更快。水需要更多的能量来升高和降低其温度，因此升温和降温速度更慢。由于这种差异，水比陆地更适合储存热量——尤其是大面积的水体，如海洋。这就是为什么我们倾向于在内陆地区看到比沿海地区更大的冷暖波动。
你住的地方越靠北，冬季中期日照量和强度开始显著增加所需的时间就越长，因为你的位置正背离太阳倾斜。与此同时，那些接收到很少阳光的地区继续将热量辐射到太空。只要它们接收到的阳光少于它们辐射出去的热量，它们就会持续变冷。这尤其适用于陆地，陆地比水更容易散热。
随着地球的旋转，空气在大气中围绕着它循环。如果流经你所在区域的空气主要来自像北极这样冬季阳光很少的地方，你可能会长时间地承受刺骨的寒冷空气。当寒冷的空气从加拿大席卷而下时，这种情况会发生在五大湖区和美国中西部。
但是，如果你的空气越过一个一年四季温度相对稳定的水体，这种波动就会大大减缓。西雅图位于海洋的下风处，因此即使它比波士顿更靠北，冬季的温度也比波士顿高许多度。
在冬至前我们失去日照的速度有多快，之后又会恢复？
这在很大程度上取决于你的位置。你离一个极点越近，日照变化的速度就越快。这就是为什么阿拉斯加的冬季几乎没有日照，而夏季几乎没有黑夜。
即使对于特定地点，变化也不是全年恒定的。日照变化的速度在冬至（十二月）和夏至（六月）时最慢，而在 春分和秋分（三月中旬和九月中旬）时最快。这种变化发生在你接收直射阳光的区域从北纬 23.5 度（大约是迈阿密以北的纬度）摆动到南纬 23.5 度（大约是巴拉圭亚松森的纬度）的过程中。
现在地球另一边正在发生什么？
就日照而言，地球另一边的人们看到的情况与我们截然相反。现在，他们正处于夏季的高峰期，享受着一年中最大的日照量。我研究 阿根廷的冰雹 和 印度洋的热带气旋，而这两个暖季风暴都已进入高峰期。
但有一个关键区别：南半球的陆地比北半球少得多，而水域则多得多。由于南部海洋的影响，南半球的陆地温度变化通常比北半球的陆地更温和。
所以，即使地球 另一边 的某个地点现在接收到的阳光量与你所在地区的夏季一样多，那里的天气也可能与你习惯的夏季天气不同。但想象一下地球另一边温暖的夏日微风，尤其是在一个雪花纷飞的十二月，仍然很有趣。
