夏天太阳为什么能照到北墙?

有没有想过,夏天傍晚阳光为什么能照到你家北墙?太阳不应该是从南边照过来吗?

小时候问过一个问题,为什么到夏天的时候,家里朝北的墙也会被太阳照到?不记得谁告诉过我,因为房子造得方位不够正,侧了一点点。即便是初中就学会了验证这一说法所需的全部知识,在认真思考之前,我信了好多年。

你觉得太阳从日出到日落,在天空是如何移动的?从正东方升起,中午划过头顶正上方,然后从正西方落下去?这么想很正常,因为从来没有一本教材深入探讨过这个问题。

只要基本的地理知识,做个思想实验,立刻真相大白:

  1. 先假设你住在赤道附近,就比如新加坡吧,你家房子方向非常正。春分和秋分日,太阳直射赤道。这一天的太阳,就如理想情况那样移动,标准的东升西落。正午时刻,你家房子基本没有影子。
  2. 现在你搬到了北回归线附近,住在汕头,房子是精确的坐北朝南。这一天是夏至日,正午时刻,太阳也直射房顶,和春分秋分日的新加坡一样。但是过了正午呢?倾斜着旋转可能不太好想象,我们可以拆分成3步:先把地球立起来,转到春分秋分的角度;再从中午转到傍晚,你家刚好转到了晨昏线上;最后把地球倒下去,让北回归线正对太阳。现在,专注想象第2步,坐北朝南的房子,在春分秋分日傍晚时分,阳光应该全部直射西墙。再继续第3步,北半球的房子,地球一倾斜,北墙就露出来了,就能晒到太阳。有趣的是,对于北回归线上的房子,在夏至日这天,阳光能照到北墙,却完全照不到南墙。
  3. 现在回到你真正的家,绝大多数中国居民都住在北回归线以北,以南的居民请想象一座北方城市。仍然是夏至日,正午时刻,阳光主要照射屋顶,但会有部分的阳光斜斜照在南墙上。再用之前的3步法把你家转到黄昏时分:立起来,更多阳光照射南墙;转到晨昏线,全部阳光直射西墙;倒下去,北墙露出来,晒到太阳。

所以,即使房子横平竖直,到了夏天北墙就是能照到阳光,北极圈内的房子都能!

那么再反过来以地球为中心,理解太阳在天空中的运动。夏天时它的轨迹往往是这样的:从东偏北方向升起,斜着移动,中午移到头顶偏南,再从西偏北方向落下。北回归线南北都会有这样的轨迹,只是天数多或少的区别。

由于地理原因,中国地区习以为常的事情,到了赤道附近可能就完全不同。我特意看了下新加坡房产,户型图没有一个标明了东南西北。如果依照较为强势的北半球文化标准,默认上面是北的话,那主卧朝哪个方向的都有。我们在乎南北大多是出于光照考虑,而在赤道地区,东南西北并不重要。阳光上半年晒北墙,下半年晒南墙,就看你想哪半年凉快了。