我们知道地球在宇宙中的运动是十分复杂的，其中有两种运动是最基本的，一种就是地球的自转运动，也就是地球绕着地轴自西向东做旋转运动，每转一圈就是一天，时间是23小时56分4秒，称为“恒星日”；另一种是地球的公转运动，也就是地球绕着太阳自西向东做绕转运动，每转一圈就是一年，时间是365天6小时9分10秒，称为“恒星年”。

地球绕太阳公转的轨道面我们称为“黄道平面”，地球绕太阳公转的轨道是一个近似于正圆的椭圆轨道，其偏心率仅为0.0167（约接近0就越圆），由于万有引力是相互的，所以地球和太阳之间是相互吸引的，因此严格来说地球是绕着太阳和地球两者的公共质量中心在转动，不过这个质量中心离太阳中心很近，我们也可以近似看成地球就是围绕太阳中心转动。

太阳并不位于地球公转椭圆轨道的中心，而是位于其中的一个焦点上，这样一来，地球在公转过程中就有一个距离太阳最近的位置，称为“近日点”，近日点大约距离太阳1.471亿千米，地球大约每年在1月初运行到近日点；一个距离太阳最远的位置，称为“远日点”，远日点大约距离太阳1.521亿千米，地球大约在每年7月初运行到远日点。

德国天文学家开普勒提出了行星公转运动的三大定律，第一定律是所有行星绕太阳运行的轨道都是椭圆，太阳位于其中一个焦点。第二定律是行星和太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等。第三定律所有行星绕太阳一周的时间的平方和其轨道长半轴的立方成比例。根据开普勒第二定律，地球在近日点附近公转速度较快，而在远日点附近公转速度较慢。

每年1月初，当地球位于近日点的时候，距离太阳最近，比在远日点的时候近了大约500万千米，也就是会接受到更多的太阳辐射能，所以此时地球大气层的平均温度会达到全年的最高值。那么，问题是1月初明明地球得到了更多的太阳辐射，而我们却是处在一年中最寒冷的冬季呢？

这个问题其实很简单，1月初时地球位于近日点，从全球来看确实得到了更多的太阳辐射，但是对于南北半球气温影响更大的是太阳直射点的位置，也就是正午太阳高度的大小以及昼夜长短的影响。此时，太阳直射点位于南回归线附近，南半球正午太阳高度较高，白昼较长，处在炎热的夏季季节；而北半球此时正是一年中正午太阳高度最低的时段，白昼也较短，所以处在寒冷的冬季季节。

为什么正午太阳高度会影响地面热量呢？这主要和大气层有关系，太阳辐射在经过大气层时会被大气层削弱一部分能量，而太阳高度越低，经过大气层的路径就越长，另外能量在地表也更加分散，所以地面单位面积得到的太阳辐射能也就少了。因此，每年1月份，地球公转位于近日点，而我们北半球地区却是一年中最冷的冬季。