造成正午太阳高度和昼夜长短季节变化的原因

　　1、引起正午太阳高度的变化:

　　（1）太阳光线对于地平面的交角，叫做太阳高度角，简称太阳高度（用H表示）。同一时刻正午太阳高度由直射点向南北两侧递减。因此，太阳直射点的位置决定着一个地方的正午太阳高度的大小。在太阳直射点上，太阳高度为90°，在晨昏线上，太阳高度是0°。

　　（2）正午太阳高度变化的原因：由于黄赤交角的存在，太阳直射点的南北移动，引起正午太阳高度的变化。

　　（3）正午太阳高度的变化规律：正午太阳高度就是一日内最大的太阳高度，它的大小随纬度不同和季节变化而有规律地变化。
       2、昼夜长短随纬度和季节变化：

　　地球昼半球和夜半球的分界线叫晨昏线（圈）。晨昏线把所经过的纬线分割成昼弧和夜弧。由于黄赤交角的存在，除二分日时晨昏线通过两极并平分所有纬线圈外，其它时间，每一纬线圈都被分割成不等长的昼弧和夜弧两部分（赤道除外）。地球自转一周，如果所经历的昼弧长，则白天长；夜弧长，则白昼短。昼夜长短随纬度和季节变化的规律见下表：

　　3、四季更替：

　　（1）从天文四季：

　　夏季就是一年中白昼最长、正午太阳高度最高的季节。以24节气中的立春（2月4日或5日）、立夏（5月5日或6日）、立秋（8月7日或8日）、立冬（11月7日或8日）为起点。地球在公转轨道上的运行会产生天气和季节的有规律变化，传统农业中农民依此进行农业生产，有如：“谷雨前后种瓜点豆”的谚语。

　　黄赤交角是影响天文四季的直接原因。这是因为：

　　正午太阳高度随纬度分布是：低纬大而高纬小，春秋二分，从赤道向两极递减；夏至日，从北回归线向南北两侧递减；冬至日，从南回归线向南北两侧递减。随季节变化是：北回归线以北，夏至日前后正午太阳高度达最大值，冬至日前后达最小值。南回归线以南则相反。南北回归线之间地带，太阳每年直射两次。

　　（2）气候四季包含的月份。春（3、4、5月）、夏（6、7、8月）、秋（9、10、11月）、冬（12、1、2月）。

　　（3）西方四季：春分、夏至、秋分、冬至为起点。比我国天文四季晚一个半月。

正午太阳高度

在正午时太阳在天空的位置为最高，这时的太阳高度称为正午太阳高度。在太阳直射点上，正午太阳高度为最大，等于90°。一日之内，自日出至正午期间，太阳高度逐渐增高，正午之后，太阳高度逐渐降低，日落时为0°。由于黄赤交角的存在，地球南、北回归线之间有太阳直射现象。一年之中，南、北回归线上只有一次正午太阳高度为90°，即北回归线上的北半球夏至日、南回归线上的北半球冬至日。在南、北回归线之间的各地一年有两次正午太阳高度为90°，如在北半球的春分日与秋分日，太阳直射赤道。

设正午太阳高度为H，当地的地理纬度为ψ，太阳直射点的地理纬度为δ，则当地正午太阳高度的计算公式为：

H=90°－│ψ－δ│

运用公式│ψ－δ│计算ψ与δ之间的纬度差时：若ψ与δ同在南半球或北半球上，则它们的纬度差值为数值大的减去数值小的。若ψ与δ分别在北半球和南半球，则它的纬度差值为两者数值之和。

太阳直射点所在的地理纬度正午太阳高度为90°，自该纬度向南、向北正午太阳高度逐渐降低。由于一年中太阳直射点在南、北回归线间往返移动，因此各纬度地带的正午太阳高度有周年变化。如在半北球的春分日和秋分日，太阳直射在赤道上，正午太阳高度以赤道上为最大（90°）、自赤道向南、向北正午太阳高度逐渐降低。在北半球的夏至日，太阳直射在北回归线上，正午太阳高度自北回归线向南、向北逐渐降低。在北半球的冬至日，太阳直射在南回归线上，正午太阳高度自南回归线向南、向北逐渐降低。

正午太阳高度角和昼夜长短季节变化
与地球的自转轨道与公转轨道存在交角,即黄赤交角有关.
夏季太阳直射北半球,太阳照射的北半球的纬线长,所以白昼长,冬季太阳直射南半球,则相反.
正午太阳高度
与地球绕太阳公转的轨道是椭圆轨道有关.冬季地球绕转到近日点,高度低,夏季地球绕转到远日点,高度高.

正午太阳高度角是由黄赤交角决定的.
昼夜长短季节变化是地球公转和自转决定

地面一面不停地绕地轴旋转，一面环绕太阳公转，从而在地球上产生了昼夜交替、季节变化和自然地带性诧异等现象。由于太阳直射点在南北回归线之间作周期性往返移动，所以地球上的白昼长度和太阳高度都会产生周期变化和纬度差异，因而形成天文上的四季和五带。