了得網科普讀物_氣候與節氣漫談/科技探索第一視野

為什麼會有白天和黑夜我們知道，白天和黑夜的交替是由於地球永不疲憊地繞自轉軸自轉的結果。正是地球的自轉，使得地球上的大部分地區都有半天時間朝向太陽，半天時間背向太陽。朝向太陽的時候就是白天，背向太陽的時候就是黑夜。
生活經驗告訴我們，白天和黑夜並不一樣長，夏季的時候日長夜短，鼕季的時候日短夜長，這又是什麼道理呢?因為我們生活的地球不僅在自轉，還圍繞太陽公轉，而且自轉軸和公轉軌道平面並不垂直，始終保持一個23。26’ 的傾斜角。天文學家把這個傾斜角叫做黃赤交角。黃也就是黃道平面，它是地球圍繞太陽公轉所在的平面。赤是指赤道平面。地球就像一個忠實的奴僕，點頭哈腰地繞太陽公轉，四季變化和日夜長短不均的奧秘都在於此。
地球在公轉軌道上運動時，由於與太陽的相對位置發生變化，陽光直射點在地球上的位置也在發生變化。一年中，太陽直射點在南北緯23。26’之間來回移動。天文學家將南緯23。26’稱為南回歸線，把北緯23。26’稱為北回歸線。當太陽直射點落在南回歸線附近時，太陽光斜照在北半球上，北半球受到的太陽的光和熱就少，於是：北半球進入鼕季。此時，**內北半球照到太陽光的時間短，而照不到太陽光的時間長，因此，造成了鼕季目短夜長。
相反，當太陽直射點在北回歸線附近，太陽光直照在北半球上，北半球受到的太陽的光和熱就多，於是，北半球進入夏季。此時，北半球每天照到太陽光的時間長，而照不到太陽光的時間短，所以，造成了夏季日長夜短。
太陽直射北回歸線的那**稱為夏至，這是北半球一年中自天*長、黑夜*短的**。夏至過後，陽光直射點從北回歸線向南移動，白天漸漸變短，天也漸漸冷了。到了鼕至這**，陽光直射南回歸線，這是北半球一年中自天*短而黑夜*長的**。
由於陽光直射點在南北回歸線之間來回移動，因此，一年中陽光直射點總有兩次會落在赤道上，在春天的那一次稱為春分，秋天的那一次則稱為秋分。這兩天都有一個共同的特點，即全世界所有地方白天和黑夜都一樣長。
另外，晝夜長短的時間在不同的地方也是不相同的。例如，夏至那天，白天持續的時間在廣東汕頭是13小時30分，在北京是 15小時，到了東北黑龍江的黑河市則可長達16小時18分了。鼕至那天，白天持續的時間在汕頭是 10小時36分，在北京是9小時16分，而在黑河市則短至8小時。從中可以看出，在夏季，越是往北，白天越長；相反的，在鼕季，則越是往北，白天越短。
極晝和極夜是怎樣產生的地球自轉造成了白天和黑夜的交替，地球公轉造成了四季的輪回。那麼，地球的自轉和公轉除了這些還帶來什麼呢?地球自轉軸和公轉軌道之間的夾角的存在不但造成了有時候白天長，有時候白天短的現像，還在南北極造成了半年白天，半年黑夜的極晝、極夜現像。這種現像是如何產生的呢? 我們知道，地球在圍繞太陽旋轉的時候，身體有點兒傾斜。地球的赤道平面並不和公轉的軌道平面垂直。它們相交成23。26 ’的夾角。
每年春分，太陽直射地球的赤道。然後地球漸漸移動，到了夏天，日光直射到北半球。以後經過秋分，太陽再直射到赤道。
到了鼕季，太陽又直射南半球去了。在夏季這段時間，北極地區整天在日光照耀之下，不管地球怎樣自轉，北極都不會進入地球上未被陽光照到的暗半球內，一連幾個月看見太陽懸掛在天空。直到秋分以後，陽光直射到南半球去，北極進入了地球的暗半球裡，漫漫長夜方纔降臨。在整個鼕季，日光一直不能照到北極。半年以後，等到春分，太陽纔重新露面。所以北極半年是白晝(從春分到秋分)，另半年是黑夜(從秋分到春分)。
同樣的道理，南極也是半年自晝，半年黑夜。隻不過時間和北極正好相反。北極白晝的時候，南極是黑夜。北極黑夜的時候，南極是白晝。
實際上，由於大氣折射的影響，太陽還在地平線下面半度左右的時候，目光就已經照射到地面上來。因此，北極在春分前兩三天，太陽光就已經照到地面。而秋分之後，也要過兩三天太陽纔**隱沒下去。所以北極的白晝要比半年長一些。同樣的道理，南極的白晝也是半年多一點。不過，由於地球公轉軌道不是正圓形，北極的白晝比南極的還要略長一些。
正因為如此，在每年的春分和秋分前後幾天，在南極和北極，同時都可看見太陽，過著共同的白晝。相反的，在一年中的其他時間裡，南極和北極從來不會同時出現黑夜。
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