文／呦呦　

曾經留心過嗎？夏天晝長夜短，冬天晝短夜長，那有沒有晝夜一樣長的？

地球自轉 白天夜晚



站在地球看太陽，旭日東方升起，夕陽西邊落下，於是理解到，地球自轉的方向，是由西向東。

當地球自轉，面對太陽的地方，有著日光照射，是白晝；背對太陽的部分，漆黑一片，是黑夜。如此明暗消長，循環不已。

為便於日常事務正常運作，人類把一個太陽日，也就是一晝夜的時間，分成24小時。以英國格林威治為經線0度，往西到西經7.5度，和往東到東經7.5度，設為零時區，定下世界標準時刻。往東一時區，時間快一小時；往西一時區，則慢一小時，總共24個時區。各國的時間，可以因地制宜，因為行政劃分或自然界線，能有所變通。但是，為什麼每天的白天和夜晚，不是各自平分成12小時，而是有著長短變化？

傾斜公轉 晝夜寒暑



連接起地球的南、北極，畫一中心軸，會是一條傾斜的地軸，與赤道平面成垂直，北端，恆長指向北極星方向。

地球繞行太陽運轉，稱作公轉。地球公轉的黃道面，與地軸呈現66.5度的夾角。公轉一周，需時一年。地球公轉的黃道面，與自轉的赤道面，並不相同，兩者形成的「黃赤交角」，決定太陽直射點的位置。也就是，地球繞太陽公轉時，太陽的直射點，非固定於赤道，而是於北緯23.5度，和南緯23.5度的範圍，即南北回歸線之間，以一年的時間，從起點回到原點。

如何看晝夜更替與長短？將面向太陽與背著太陽的地球，畫出分界線，分成晝半球與夜半球，即是「晨昏線」。晨昏線，會隨著以24小時為周期的自轉移動，白天與黑夜，於是出現。太陽直射點的經線所在，會是正午12時。

晨昏線切過一圈圈的緯線，將緯線區分出晝弧與夜弧，因為黃赤交角，同一緯線上的晝弧與夜弧，於公轉時產生你增我減的變化，晝夜因此有長短。

地球的自轉與公轉，又地軸傾斜，加上緯度影響，愈高愈是晝長夜短，互有消長的白晝與黑夜，於是發生，也造就各地區一年四季不一，以及晝夜、氣溫有著更大差距的寒、溫、熱帶。

冬夏消長 春秋平分



以北半球而言，每年國曆6月21日前後，會迎來夏至。這日，太陽正直射北回歸線，北半球的白天，為一年當中最長，夜晚則是最短。此時的北極，是永晝；南極，是永夜。南半球，則是相反晝短夜長的冬天。

過了夏至，太陽的直射點，從北回歸線逐漸向南位移，白天漸漸縮短，黑夜悄悄變長。來到落在9月23日前後的秋分，太陽直射赤道，「秋分，暝日對分」，日夜等長。過了這日，黑夜的長度，超越白天的時間，愈拉愈長。

冬至，每年12月22日前後，是北半球白天最短，夜晚最長的一天。北極此時是永夜，南極是永晝。過了冬至，白日徐徐延長，黑夜慢慢減短。南半球因為太陽直射南回歸線，進入晝長夜短的夏日。

「春分，日暝對分」，同秋分一樣，日夜對分，各是12小時。進入了3月21日前後的春分，太陽直射點逐漸向北位移，白天日日增長，夜晚夜夜遞減。北回歸線通過的台灣，又進入了白晝愈長、黑夜愈短的往復循環。

現在知道囉！晝夜的發生與長短，是有著規則的週期性變動。