Question

为什么会有昼夜交替现象和季节变化现象?

Answer 1

昼夜现象的产生原因：
地球是一个不发光 不透明的球体
因此有一半处在太阳光照中,为昼半球
另一半为夜半球
昼夜交替的原因：
地球不断的自转,地球上的同一点不断的在昼半球和夜半球之间转换
地球上的四季首先表现为一种天文现象,不仅是温度的周期性变化,而且是昼夜长短和太阳高度的周期性变化.当然昼夜长短和正午太阳高度的改变,决定了温度的变化.四季的递变全球不是统一的,北半球是夏季,南半球是冬季；北半球由暖变冷,南半球由冷变热.
现在分析一下昼夜长短和太阳高度,在不同季节的周期性变化规律.
从春分经夏至到秋分,北半球处于夏半年,南半球处于冬半年.在此期间,北半球昼长夜短,南半球昼短夜长；北极处于极昼,南极处于极夜；北回归线以北的太阳高度始终大于平均值,南回归线以南则小于平均值.北回归线以北太阳升起于东北方的地平圈上,降落于西北方的地平圈上.二分日全球各地太阳均升起于正东方,降落于正西方.
从秋分经冬至到春分,北半球处于冬半年,南半球处于夏半年.在此期间,南北半球的昼夜长短、极昼极夜和太阳高度,都同上述情况相反.北回归线以北太阳升起于东南方的地平圈上,降落于西南方的地平圈上.
从夏至经秋分到冬至,北半球由夏半年变为冬半年,南半球由冬半年变为夏半年.在此期间,北半球昼渐短,夜渐长,极昼带逐渐缩小；南半球昼渐长,夜渐短,极夜带逐渐缩小.北回归线以北太阳高度一直在减小,南回归线以南则在增大.北回归线以北太阳出升方向由东北变为东南,降落方向由西北变为西南.秋分日由正东升起,正西降落.
从冬至经春分到夏至,北半球由冬半年变为夏半年,南半球由夏半年变为冬半年.南北半球的昼夜长短、极昼极夜和太阳高度的变化同上述情况相反.北回归线以北太阳升起的方向由东南变为东北,降落方向由西南变为西北.
从冬至到春分和从夏至到秋分,全球各地昼长都向平均值（12小时）接近,极昼、极夜的范围都逐渐缩小.北回归线以北和南回归线以南的太阳高度都在向平均值接近.北回归线以北,太阳升起方向逐渐接近正东,降落方向接近于正西.
从春分到夏至和从秋分到冬至,全球各地昼夜长短都在向极值变化,极昼、极夜的范围都逐渐扩大.北回归线以北和南回归线以南的太阳高度也趋向极值.北回归线以北太阳升、落的方向,分别向东北、东南和西北、西南移动.
由于南北回归线之间的昼夜长短和太阳高度的变化较复杂,所占篇幅较多,我们没有充分地说明,读者自行总结出规律来也是不难做到的.在分析的时候,最好能分成几个阶段来进行.例如,在北半球,可以从春分到太阳直射该地算做一个阶段,再到夏至为第二个阶段,夏至以后到再次太阳直射为第三个阶段,以后可以把到冬至作为下一个阶段,由冬至到春分是最后一个阶段,太阳完成了一次回归运动.每个阶段昼夜长短、太阳高度、太阳的升落方向及正午时太阳的方向（例如,北半球夏至时,太阳在正午时位于天顶以北,冬至时则在天顶以南）,等等,都有较大的变化.
2.四季划分
四季是根据昼夜长短和太阳高度的变化来划分的.在四季的划分中,以太阳在黄道上的视位置为依据,以二分日、二至日或以四立日为界限.但是,东西方各国在划分四季时所采用的界限点是不完全相同的.我国传统的四季划分方法强调四季的天文意义,是以二十四节气中的四立作为四季的始点,以二分和二至作为中点的.如春季立春为始点,太阳黄经为315°,春分为中点,立夏为终点,太阳黄经变为45°,太阳在黄道上运行了90°.
西方四季划分更强调四季的气候意义,是以二分二至日作为四季的起始点的,如春季以春分为起始点,以夏至为终止点.这种四季比我国划分的四季分别迟了一个半月.
从天文意义上讲,我国的以四立为划分四季界限更为科学.
春、秋二分日,全球各地昼夜长短和太阳高度都等于全年的平均值,具有从极大值（或极小值）向极小值（或极大值）过渡的典型特征.因此,把春分作为春季的中点,和把秋分作为秋季的中点是非常合理的；夏季里,昼最长,夜最短,太阳高度最大的是夏至那一天,该日地表获得太阳能量是最多的.所以,夏至作为夏季的中点是很合理的；同理,冬至作为冬季的中点也是很科学的.
但是,从实际气候上讲,夏至并不是最热的时候,冬至也不是最冷的时候,气温高低的极值都要分别推迟1～2个月.我国有“热在三伏”,冷在三九”的说法.因此,把夏至和冬至分别安排为夏季和冬季的开始日期,与实际气候能更好地对应.所以,西方四季划分更能体现实际的气候意义.
无论是我国的具有天文意义的四季划分,还是西方具有气候意义的四季划分,都是天文上的划分方法.这是因为,二分、二至和四立在天文上都有确切的含义,都是把全年分成大体相等的四个季节,每个季节三个月,太阳在黄道上运行90°.它们都不能反映各地气候的实际情况.通过这种方法划分的季节,就是天文四季.
天文四季是半球统一的.在半球的范围内,每个季节有统一的开始和结束的时刻,并且在半球范围内,每一地点均存在着这四个季节,每个季节都是等长的.
为了准确地反映各地的实际气候情况,划分四季常采用气候上的方法,例如,采用候平均气温划分四季.并且规定：候平均气温大于或等于22℃的时期为夏季,小于或等于10℃的时期为冬季,介于10℃～22℃之间的为春季或秋季.按此标准划分四季,中纬地区季节与气候相一致,低纬地区和极地附近春、夏、秋、冬的温度变化很不明显.同时,在中纬地区,各季的长度也不一样.这就是气候四季.例如,北京春季有55天,夏季103天,秋季50天,冬季157天.
天文四季具有理论意义,气候四季具有实用价值.天文四季是气候四季划分的基础.天文四季是半球统一的.北半球是夏季,南半球是冬季；气候四季则是局部区域（中纬地区）统一的.天文四季的划分取决于天文现象的变化,气候四季的划分取决于气温的变化.无论哪个半球的哪个地点,都有等长的天文四季；而气候四季则在同一地点也不一定等长.这是天文四季和气候四季的主要不同之处.