地球公转造成四季更替

地球公转还造成春夏秋冬周而复始的季节变化。地球到太阳的距离大约是1.5亿千米，地球在固定的椭圆轨道上围绕太阳公转，周期是一年。同时，地球绕着自转轴自转，周期是一天。自转轴并不与公转轨道平面垂直，而是倾斜的，倾斜的角度约是23.5度。在公转的过程中，自转轴倾斜的角度是不变的，且自转轴一直指向北极星。地球绕太阳公转加上地球自转轴的倾斜，这两个因素共同造成了一年四季的寒暑变化。

地球自转轴倾斜的角度也叫黄赤交角。黄指地球绕太阳公转的轨道平面，叫作黄道面；赤指的是通过地球球心垂直于地球自转轴的一个平面——赤道面。赤道面与地球表面相交的大圆圈就是地球上的赤道。赤道面与黄道面的夹角就是黄赤交角。黄赤交角的大概值为23.5度，地理学中的南北回归线纬度值，即南纬23.5度和北纬23.5度即来源于此。

地球公转时自转轴倾角不变，如下图所示：地球的位置在图的右侧时，地球北极倾向于太阳，太阳正对的地球位置是北回归线，这个时候北半球获得的太阳能量多于南半球，使得北半球过夏天，南半球过冬天；半年之后，地球公转到了图左侧，地球自转轴倾斜方向不变，地球北极偏离了太阳，而地球南极倾向太阳。这个时候太阳直射地球南回归线，北半球获得的太阳能量就少于南半球，北半球成为冬季，南半球成为夏季。而春、秋这两个季节，太阳光直射的区域刚好是地球的赤道区域，这个时候南、北半球温度基本上是均衡的。由于地球在轨道上不停地公转，所以一年就有了春夏秋冬的变化。

地球公转示意图（标注的季节为北半球季节）

天文知识小卡片

 如果在野外迷失方向，那可以先找到北极星，它的正前方一定是正北方向，因此可以很快地按顺时针方向定位东、南、西、北4个方向。找到北极星以后，还可以估计北极星相对于地平线的高度角，这个角度刚好就是所在地的地理纬度，这是北半球通用的规则。南半球的人看不到北极星，而且南天极附近没有相应的南极星，所以南半球的人要判断方向和估计所在地的纬度要比北半球的人困难。不过，南天极虽然没有南极星，却有两个非常漂亮的天体——大麦哲伦云和小麦哲伦云（通常被称为大麦云和小麦云）。南半球居民能够用肉眼看到这两个漂亮的天体，实际上它们不是星云，而是河外星系，也是地球人唯一能用肉眼直接看到的河外星系。当年麦哲伦的船队航行到南美洲南端时看到了它们，才把这一发现带回欧洲。

南半球夜空中的大麦云、小麦云和全天第二亮星老人星，
地面景致是位于南美洲智利北部的欧洲南方天文台