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(tǒng)計一下日常生活中用得最多的字，那么結(jié)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(xué)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(yùn)動、記錄天體的位置。

　　身體站直，頭頂正上方對應(yīng)的天球上的那一點是天頂，腳底正下方對應(yīng)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(dá)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(guān)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(yīng)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(zhuǎn)變?yōu)橄陆怠１扔魇挛锇l(fā)展到一定程度，就會向相反的方向轉(zhuǎn)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(yùn)行軌跡也不完全一樣，夏至這天更是與眾不同，呈現(xiàn)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(qū)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(qū)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(dá)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(qū)在北回歸線以北，比如北京是北緯40°，太陽從來不會出現(xiàn)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(qū)，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(yùn)行時間最長（圖5），導(dǎo)致白天最長，夜晚最短。

　　圖5、北半球中緯度地區(qū)，夏至太陽在地平面上運(yùn)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(xiàn)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(xiàn)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(yù)計為03:23:22，日落時間預(yù)計為20:18:51，白天預(yù)計長達(dá)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(zhuǎn)。如果地球直立著繞太陽轉(zhuǎn)，也就是地球公轉(zhuǎn)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。