夏至已至 今天白天格外長
發布時間：2020-04-20
太陽是最引人注目的天體，它的升起與降落給地球帶來白天和黑夜，為人類確立最基本的時間單位：天。如果統計一下日常生活中用得最多的字，那么結果很可能是“天”。
天空看上去像半個透明的球，可以想象，另外半個球在地平面以下。天文學上把以地球作為中心，半徑很大很大的透明球叫作天球，日月星辰都位于天球上。建立天球概念后，可以方便地觀察天體的運動、記錄天體的位置。
身體站直，頭頂正上方對應的天球上的那一點是天頂，腳底正下方對應的那一點叫做天底。天球上，與天頂、天底相距90°的大圓，叫作地平圈。地平圈上有東、南、西、北方位點。天球上，通過北點、天頂和南點的大圓，叫做子午圈（圖1）。子午圈把天球分為東西兩個半球。
圖1、天球上子午圈示意圖（圖片來源：作者繪制）
天體到達子午圈時，叫作中天，距離南點較近時，稱為上中天；距離北點較近時，稱為下中天。
和太陽有關的成語你知道多少？
每天，人們追蹤太陽在天球上的位置，確定一天的時間：露出地面為早晨；上中天為正午；落山為晚上；下中天為子夜。與此相應還有許多成語，每個都意味深長。
旭日東升。旭日：初升的太陽。形容朝氣蓬勃的氣象。也比喻艱苦的歲月已過去，美好的日子剛剛來到。
如日中天。中午太陽上中天，比喻事物正在最興盛的時候。
日中則昃。太陽上中天后就開始偏西，來到天球的西半球，從之前的上升，轉變為下降。比喻事物發展到一定程度，就會向相反的方向轉化。
日落西山。太陽從西山落下，比喻人到老年將死或事物接近衰亡。
一年中在不同日子里，太陽在天球上的運行軌跡也不完全一樣，夏至這天更是與眾不同，呈現出不同景象。
2019年6月21日是北半球夏至。
古人對夏至的描述是：“日北至，日長之至，日影短至，故曰夏至。至，極也。”直接翻譯過來的意思是：一年中，夏至這天，太陽最北，白天最長，影子最短，所以稱為夏至。至是極、最的意思。
正午太陽高度最高 影子最短
6月21日夏至正午，北半球中緯度地區太陽高度最高，樹木、建筑物等的影子最短。
圖2、北半球中緯度地區夏至正午太陽高度最高示意圖。（圖片來源：作者繪制）
6月21日夏至這天太陽直射地球表面的位置到達最北端—北回歸線，北緯23°26'，在那里，正午太陽與天頂重合（圖2），樹木、建筑物等的影子消失不見。我國大部分地區在北回歸線以北，比如北京是北緯40°，太陽從來不會出現在頭頂正上方。
圖3、北回歸線夏至正午太陽與天頂重合示意圖。（圖片來源：作者繪制）
夏至這天日出日落方位最偏北
6月21日夏至這天太陽升起降落方位最偏北（圖4）。夏至過后，太陽升起降落的方位逐漸靠近東方，在秋分的時候，剛好位于正東方。
圖4、北半球中緯度地區，夏至太陽升起降落方位最偏北示意圖。（圖片來源：作者繪制）
夏至這一天為什么白天最長？
因為6月21日夏至這天太陽升起降落方位最偏北，正午太陽升得最高，所以太陽在地面上運行時間最長（圖5），導致白天最長，夜晚最短。
圖5、北半球中緯度地區，夏至太陽在地平面上運行時間最長示意圖。（圖片來源：作者繪制）
北半球夏至這天，位置越靠北，白天的時間越長，夜晚的時間越短。到了北極圈，太陽全天不落，全天都是白天，沒有黑夜，出現極晝；南極圈剛好相反，全天太陽都不升起，全天都是黑夜，沒有白天，出現極夜。
漠河是我國最北的城市，但在北極圈南邊，所以，漠河是我國夏至這天白天時間最長的城市。2019年6月21日，漠河日出時間預計為03:23:22，日落時間預計為20:18:51，白天預計長達16小時55分29秒。
地球上有夏至日的根本原因是地球“斜著身子”繞太陽公轉。如果地球直立著繞太陽轉，也就是地球公轉軌道平面與地球赤道面重合，那么地球上就沒有四季變換，一年中每一天的白天黑夜時間也不變。
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