世界地理第7篇：昼夜长短和四季更替

世界地理第1篇：地球自转和昼夜先后

世界地理第2篇：地方时差和时区时差

世界地理第3篇：夏令时和实行夏令时国家

世界地理第4篇：据代表性地区区时推算全球时差

世界地理第6篇：地球公转和太阳直射点的回归运动

一.昼夜长短的原因

一个地区白昼的的时间加上黑夜的时间等于24小时，其中白昼的时间等于这个地区从晨线自转到昏线的时间。

如果没有黄赤交角的存在，黄道和赤道在一个平面上，晨昏线所在平面就垂直赤道，那么地球上任何一点从晨线转到昏线的时间都刚好是半天，也就是12小时。

有了黄赤交角后，当太阳直射北半球的时候，北半球上的地区就会更早的越过晨线，更迟的到达昏线。

太阳直射点的回归运动，也就是黄赤交角的存在，导致了昼长夜短，或者昼短夜长。

晨昏线

二.昼长夜短的计算

一个地区白昼的时间，等于该地区从晨线自转到昏线的时间。

计算上等于该地区纬度线中的晨线到昏线段（也叫昼弧，与之相应的是夜弧）除于整个纬度线长度，然后乘以24，就是白昼的时长。

也等于昼弧的弧度处于180°乘以24小时。

由此可以得出，春分到秋分北半球是昼长夜短，纬度越高，白昼越长，南半球是夜长昼短；秋分到春分北半球是夜长昼短，纬度越高，夜晚越长，南半球是昼长夜短。

赤道由于一直都是昼弧等于夜弧，所以白天和黑夜一直都是12小时。

三.极昼极夜及其范围

由上面的公式可以得知，当一个地区纬度线全是昼弧的时候，那么就是极昼，一个地区纬度线全是夜弧，就是极夜。

当太阳直射北半球的时候，北半球高纬度地区会出现极昼，南半球高纬度地区会出现极夜。

出现极昼和极夜的地区范围是极圈到极点，也就是纬度66°34′到纬度90°的范围，具体范围等于90°减去直射点所在纬度到极点范围内。

极昼极夜

四.正午太阳高度和四季更替

首先明确季节的内涵，季节的本质是一个地区的温度为代表的属性变化。而一个地区的温度根本上取决于该地区受到的太阳辐射水平。

1.正午太阳高度

而代表一个地区所受太阳辐射水平的核心指标是正午太阳高度。这里的高度，是太阳光线和照射点地平面之间的夹角。这里的正午不是指的时区12点，是一个地区白天的中间，也就是地方时的12点。

正午太阳高度，是一天白昼之中太阳光线和照射点地平面之间的夹角的意思。

正午太阳高度最高90°，直射点也集中在回归区，正午太阳高度最低是0°，是极地所在地。

正午太阳高度越高，辐射强度越大（很容易想象，一个等垂直照射你和平行照射你，你那个感受强烈一些），也就越热，所以南北极很冷，包括赤道在内的回归区很热。

正午太阳高度角

2.正午太阳高度的计算

同一时刻，正午太阳高度由太阳直射点南北递减。

在计算上等于90°减去你所在地和太阳折射点所在地之间的纬度绝对差值。

3.四季更替

如果没有黄赤交角的存在，太阳直射点不会移动，一个地区常年正午太阳高度不变，就不存在季节更替。

因为黄赤交角的存在和地球公转，导致正午太阳高度的变化，进而导致季节更替。

春分到秋分，直射点在北半球，北半球正午太阳高度较大，受到更多辐射，秋分到春分，直射点在南半球，南半球正午太阳高度较大，受到更多辐射。

据此，北半球一般把345是春季，678夏季，91011秋季，1212冬季，南半球相反。