极昼极夜日出方向及原因

极昼和极夜是只有在南、北极圈内才能看到的一种奇特的自然现象。当出现极昼时，在一天 24小时内，太阳总是挂在天空；而当出现极夜时，则在一天24小时内见不到太阳的踪迹，四周一片漆黑。产生这种现象的原因是：地球环绕太阳旋转（公转）的轨道是一个椭圆，太阳位于这个椭圆的焦点上。由于地球总是侧着身子环绕太阳旋转，即地球自转轴与公转平面之间有一个66°33′的夹角，而且这个夹角在地球运行过程中是不变的。这样就造成了地球上 的阳光直射点并不是固定不动，而是南北移动的。在一年中的春分和秋分，太阳光直射在赤道上，这时地球上各地昼夜长短都相等。春分以后，阳光直射点逐渐向北移动，这时，极昼 和极夜分别在北极和南极同时出现。直到夏至日时，太阳光直射在北回归线上，整个北极圈内都能看到极昼现象；而整个南极圈内都能看到极夜现象。到冬至日时，太阳光直射在南回归线上，这时整个南极圈内都能看到极昼现象，而整个北极圈内都能看到极夜现象

极昼只会出现在南极圈和北极圈，当南极出现极昼的时候，北极就出现极夜，反之一样。因为地球转动是倾斜的，所以在夏，冬季的时候，地球转动时，北极朝向太阳，尽管地球怎样转，也总是朝向太阳，所以就出现极昼了，反之一样。而南极圈和北极圈是对立的，所以北极出现极昼时，南极就出现极昼了，反之也一样。极昼和极夜只会出现在夏季和冬季。如果太阳直射点在哪个半球，那个半球极圈到极点地区就会出现极昼现象。 地球太阳公转和地球自转图极昼的范围与太阳直射点纬度有关，其边界与极点的纬度差就是太阳直射点的纬度。 　　所以，春分过后，北极附近就会出现极昼，此后极昼范围越来越大；至夏至日达到最大，边界到达北极圈；夏至日过后，北极附近极昼范围逐渐缩小，至秋分日缩至0；秋分过后，南极附近出现极昼，此后南极附近的极昼范围越来越大；至冬至日达到最大，边界到达南极圈；冬至日过后，南极附近极昼范围逐渐缩小，至春分日缩至0。 　　如此周而复始，其周期为一个回归年。 　　众所周知，每年南、北两极，“极昼”、“极夜”交替出现。一年内大致连续六个月是白昼（称极昼），六个月是黑夜（称极夜）。“极昼”时，每天二十四小时始终是白天，要是碰上晴天，即使是午夜时刻也是阳光灿烂，就像大白天一样的明朗。而“极夜”来临时，太阳始终不会从地平线升上来，星星一直在黑洞洞的天空闪烁着。 　　极昼只会出现在南极圈和北极圈，当南极出现极昼的时候，北极就出现极夜，反之一样。因为地球转动是倾斜的，所以在夏，冬季的时候，地球转动时，北极朝向太阳，尽管地球怎样转，也总是朝向太阳，所以就出现极昼了，反之一样。而南极圈和北极圈是对立的，所以北极出现极昼时，南极就出现极夜了，反之也一样。极昼和极夜只会出现在夏季和冬季. 　　北极圈极昼、南极圈极夜出现在北半球夏季 　　北极圈极夜、南极圈极昼出现在北半球冬季。 　　北极圈极昼、南极圈极夜出现在南半球冬季 　　北极圈极夜、南极圈极昼出现在南半球夏季。 　　极昼时太阳的方向现以北极圈夏至日为例：凌晨：太阳在东方地平线上午：太阳向西南走中午：太阳在正南下午：太阳向西北走傍晚：太阳在西偏北地平线上半夜：太阳向东北走子夜：太阳在正北后半夜：太阳向东南走凌晨：太阳在东方地平线南半球相反。 极昼产生的原因是来自大气外的高能粒子（电子和质子）撞击高层大气中的原子的作用。这种相互作用常发生在地球磁极周围区域。现在所知，作为太阳风的一部分荷电粒子在到达地球附近时，被地磁场俘获，并使其朝向磁极下落。它们与氧和氮的原子碰撞，击走电子，使之成为激发态的离子，这些离子发射不同波长的辐射，产生出红、绿或蓝等色的极昼特征色彩。 　　极昼的出现与“地磁场”的变化有关,原来，极昼是“太阳风”与“地磁场”相互作用的结果。“太阳风”是太阳喷射出的带电粒子，当它吹到地球上空，会受到“地磁场”的作用。 　　“地磁场”形如漏斗，尖端对着地球的南北两个磁极，因此太阳发出的带电粒子沿着地磁场这个漏斗沉降，进入地球的两极地区。两极的高层大气，受到“太阳风”的轰击后会发出光芒，形成极昼。高层大气是由多种气体组成的，不同元素的气体受轰击后所发出的光的前面色不一样。例如氧被激后发出绿光和红光，氮被激后发出紫色的光，氩激后发出蓝色的光，因而极昼就显得绚丽多彩，变幻无穷。 所谓极昼，就是太阳永不落，天空总是亮的，这种现象也叫白夜；所谓极夜，就是与极昼相反，太阳总不出来， 天空总是黑的。在南极洲的高纬度地区，那里没有“日出而作，日落而息”的生活节律，没有一天24小时的昼夜更替。昼夜交替出现的时间是随着纬度的升高而改变的，纬度越高，极昼和极夜的时间就越长。在南纬90°，即南极点上，昼夜交替的时间各为半年，也就是说，那里白天黑夜交替的时间是整整一年，一年中有半年是连续白天，半年是连续黑夜，那里的一天相当于其他大陆的一年。如果离开南极点，纬度越低，不再是半年白天或半年黑夜，极昼和极夜的时间会逐渐缩短。 　　到了南纬80°，也有极昼和极夜以外的时候才出现1天24小时内的昼夜更替。如果处于极昼的末期，起初每天黑夜的时间很短暂，之后黑夜的时间越来越长，直至最后全是黑夜，极夜也就开始了。而在南极圈(南纬66°33’)，一年当中仅有一个整天(24小时)全是白天和一个整天全是黑夜。中国南极长城站(南纬62°13’)处在南极圈外，在12月份的深夜一二点钟，天空仍然蒙蒙亮，眼力好的可以看书写字。极昼和极夜的这种自然现象在地球的另一极北极也同样出现，不过它出现的时间同南极正好相反，北极若处在极昼，则南极为极夜，反之变然。 　　极昼与极夜的形成，是由于地球在沿椭圆形轨道绕太阳公转时，还绕着自身的倾斜地轴旋转而造成的。，原来，地球在自转时，地轴与其垂线形成一个约23.5°的倾斜角，因而地球在公转时便出现有6个月时间两极之中总有一极朝着太阳，全是白天；另一个极背向太阳，全是黑夜。南、北极这种神奇的自然现象是其他大洲所没有的。