白昼

白昼、白天、日间，是地球表面受到日光直接或间接照射之时，即日出至日落之间。相对之下，其它的行星，在旋转之下也会因为被恒星照亮，也会经历白昼的状态。但是此处主要论述地球上的白昼。地球表面在任何时间，大约有一半是被太阳照亮的白昼区域。被直接照亮的地区差不多是半个地球，但由于大气的折射和其他效应，扩大了被照亮的地区，地球被直接或间接照亮的总面积约略超过一半的表面。由于行星绕着轴自转，地球经历白天的半球无时无刻不在改变。地球的自转轴并不是完全垂直于公转太阳的轨道平面（这是与阳光平行的方向），所以在地球上的每个点的白天时间长短与变化都是不同的。此外，由于旋转轴的方向相对于恒星是固定的，相对的他就会对绕着太阳产生变化。这使得地球上每一点的白天长度产生季节性的变化。从一个观测者的角度来看，白天的期间大概会被定义为从日出，当地球的向东自转使得视太阳盘面的边缘出现在地平线上，到日落，当地球自转导致视太阳的盘面完全消在西方地平线下。由于从地球看见的太阳是一个盘面，而不是点光源，所以日出和日落的瞬间状态是很难确切定义，并且在现象上是有所不同的。此外，地球的大气层进一步的扩散来自太阳的光，延长了日出至日落的时间。日落之后和日出之前的一段时间，间接的光照亮了地球上的天空；这一时段通常称为曙暮光。由于这些间接的光罩影响，有些团体，例如的天文学家，并不认为太阳的盘面消失在地平线下白天就结束了。考虑到地球的自转轴对它的轨道平面倾斜约23.5度（偏离铅锤线），白天的时间长短在这颗行星随季节而变，具体取决于观测者所在的纬度，而夏天的区域是朝向太阳倾斜的。它们的倾斜朝向太阳，导致半数以上处于夏季的地区，接收到较多的阳光，有着较高的温度和时日光节约时间。在夏天，白天时间的增加有助于温度的提升，但温度的增加并不是完全因为白天时间增加的因果关系。是什么原因导致太阳的角度越高（接近90度），热带越温暖，而两极（几乎在地平线）的温度较低。白天的时数对气温的影响不大，在极区，尽管在夏季有持续24小时的白天，但他们的夏季还不如赤道温暖，而赤道的每一天都只有12小时的白天。虽然，赤道在任何的季节每天的长短始终是12小时的白天，但在其他的纬度上，白天的长短会随着季节每日变化著。在冬季，白天的长度短于12小时；在夏季，一天的长度则超过12小时。当赤道以北的半球是冬季时，赤道以南的半球则是夏季；反之亦然。在赤道，无论在什么季节，白天的长度始终是接近12小时，太阳总是垂直的从地平线起落。从春分到秋分，它升起的位置略为从东偏向北方，落下的位置则从西略为偏向北方，在天球上的轨迹完全在北半球的天空。从秋分到春分，它升起的位置略为从东偏向南方，落下的位置则从西略为偏向南方，太阳的轨迹则完全在南半球的天空。在春分和秋分这二天，正午的太阳就在天顶（头顶的正上方）。事实是正午的太阳总是在天顶附近（偏南或偏北永远不会超过23.5度），这也解释了为什么赤道地区是整个行星上最热的区域。次外，日出和日落的过程在赤道上总是进行的很快，因为画过天空的路径是近乎垂直于地平线，在春分与秋分，日出和日落的过程只经历约2分钟的时间。热带地区是地球表面上北纬23.5°和南纬 23.5° 之间的一个区域，在这地区内太阳每年至少有一天直射该地点。北纬23.5°这一条线称为北回归线，因为在制定这条线的年代，太阳的位置在黄道的巨蟹座，所以英文的名称是Tropic of Cancer|Tropic of Cancer；同样的原因，在南半球对应的南回归线英文名称是Tropic of Capricorn。但是，即使在现代，太阳在北回归线时位于双子座，在南回归线时位于人马座，它们依然会如同当年的被命名。因为，对应的是相对于春分点的黄经位置，而不是实际的星座。太阳进入和离开对应的黄道经度，每72年约会递移一度，相关的资讯请参阅岁差。在回归线上，太阳每年只会在对应的至点时刻垂直照射一次。在热带的其他地区，太阳每年会垂直照射该地点两次，垂直照射赤道线的日期则是春分和秋分。除了热带地区之外，太阳永远不会垂直照射其他的地点。靠近极区，接近与地球自转轴与地球表面吻合的点，季节变化使得白天的长度有很巨大的变化。事实上，在距离极点少于23.5°的区域内，一年中总会有几天的太阳永远不会落入地平线下，也有几天的太阳永远不会升起到地平线之上。离极点越远，这个日数会越少，但总是在夏至前后有几天的太阳不会落至地平线下（例如，在北极点总是在春分之前几天，并且延伸至秋分后几天，并且没有所谓的曙暮光）。这种有更多的白天和夜晚并不是极点唯一的。事实上，在任何给定的日期，地球上白天的地区总是略多于夜晚的地区。夏天，太阳超过24小时的白天，称为午夜的太阳，在某些北极区和南极区的国家与地区是非常有名的景象。在北方，北极圈标志着距离北极23.5°的边界，在南方，南极圈标示著这个区域的分界线；这些界线分别对应于北纬或南纬66.5°。由于太阳是一个盘面，并且非常明亮，通常要超越纬度72°以上，才会有真正完全黑暗的一整天，而在这期间的太阳似乎永远不会上升。在极区，使使在夏天，升起的太阳也永远不会距离地平线太远。这也是这些地区在任何季节，一贯都是世界上最冷地点的原因之一（其它包括 反照率的影响，冰和雪相对地增加了对太阳辐射的反射）。即使在夏至日，当太阳在正午达到最高点的位置时，极点的太阳距离地平线的高度也只有23.5°。此外，当一个人越来越接近极点，太阳穿过天空的路径就越来越倾斜。在北半球接近夏天时，太阳升起和落下的位置越来越靠近北方；在南半球的夏天，则是越来越靠近南方。在极点，太阳的路径则是一个圆，即在一天当中，太阳与地平线的垂直距离大致上是相同的。随着冬季的来临，这个圆环逐渐接近地平线；而随着夏天的临近，圆环会逐渐上升。在极点，视太阳的日出和日落可能会持续好几天。在中纬度，远离赤道和两极的地区，白天的长度变化是适中的。位于中高纬度的地区，像是蒙特利尔、巴黎、和乌斯怀亚，从夏天到冬天的白天常度变化可以非常的引人注目：在夏天，白天可以延续到晚上10点，天空依然是亮的；但是在冬天，下午5点天就黑了。位于低中纬度，像是南加州、埃及、和南非，白天的长度变化就比较小，但在夏至和冬至的日子里，白天的长度依然有4小时的差异。越接近赤道，这个差异就越小。此外，在中纬度的季节性气候变化也较明显，随着白天长度的变化，冬天和夏天，冷与热的差异是很显著的；其他随附的季节性变化还有冬天的冰与雪。在高纬度，寒冷的时间较长，有终年不会融化的冰与雪，季节也不太明显；在热带，大多数情况下都是热的天气，没有冰也没有雪，季节性的变化也不那么明显。正午的太阳，是一天当太阳位于天空中位置最高的时刻，也会随着季节变化。这种变化称为均时差，在一年中的变化幅度大约是30分钟左右。