太陽大小的變化是視覺的差誤、錯覺。同壹個物體,放在比它大的物體群中顯得小,而放在比它小的物體群中顯得大。同樣道理,早晨的太陽,從地平線上升起來的背襯是樹木、房屋及遠山和壹小角天空,在這樣的比較下,此時太陽顯得大。而中午廣闊無垠的天空是背襯,此時太陽就顯得小。
其次,太陽初升時高度角低,受到大氣折射的影響較大,顯得更大壹些,這個在月亮升起時也會體現出來。
再次,同壹物體白色的比黑色的顯得大些,這種物理現象叫做“光滲作用”。當太陽初升時,背景是黑沈沈的天空,太陽格外大壹些;中午時,背景是萬裏藍天,太陽與其亮度反差不大,就顯得小些(中午的太陽很難和天空找到明顯界線)。
中午的氣溫較早晨高,主要原因是早晨太陽斜射大地,中午太陽直射大地。在相同的時間、相等的面積裏,直射比斜射熱量高。同時,在夜裏,太陽照射到地面上的熱度隨著地面輻射和大氣輻射消散了,所以早上感到涼快;中午,太陽的熱度照射到地面上,所以感到熱。溫度的涼與熱,並不能說明太陽距離地面的遠與近。即使是近日點和遠日點,距離對太陽輻射熱度的影響也只有7%,而太陽直射點的變化對熱度的影響高達59%
有些人認為中午太陽更近,近了壹個地球半徑,理由是正午時連接太陽直射點到晨昏線上,作三角形能計算得到。關於這點,1955年,我國著名天文學家戴文賽教授發表了論文《太陽與觀測者距離在壹日內的變化》。
以北京為例,12月15日到1月22日,中午的太陽比早晚的都近;l月22日到6月5日,中午的太陽比早上的遠,比晚上的近,6月5日到8月1日,中午的太陽又比早晚的都近;8月1日到12月15日,中午的太陽比早上的近,比晚上的遠。其中1 月22日和6月5日兩天,太陽與地球的距離早、午相等;8月l日和12月15日兩天,太陽與地球的距離午、晚相等。這是1954年的時候計算出來的,可以適用100年,100年以後,會相差壹天。
其實我們也可以自己計算得到:
每年1月初,地球位於繞日公轉軌道的近日點,日地距離達到最小值,約為1.471億千米。
每年7月初,地球位於繞日公轉軌道的遠日點,日地距離達到最大值,約為1.521億千米。
從1月份到7月份,半年的時間裏,日地距離變化幅度達到500萬千米(1.521億千米減去1.471億千米),每天內的變化值為2.7萬千米,從早晨到中午大約6小時,為四分之壹日,日地距離變化值約為6868千米,這個值已大於地球的半徑。
如果地球正在向近日點運動,從早晨到中午,壹方面確實近了壹個地球半徑左右的距離(6300多千米),另壹方面經過四分之壹日,日地距離也近了6868千米,兩者疊加,中午離太陽更近了。