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昼夜长短的变化与太阳直射点在南回归线之间来回移动有关。北半球的夏半年，即3月21——9月23日，太阳直射点在北半球。此时北半球昼长大于夜长，且纬度越高，昼越长，夜越短。北半球的冬半年，即9月23日到次年3月31日，太阳直射点在南半球。此时北半球昼长小于夜长，且纬度越高，夜越长，昼越短。有几个特殊的地方：1、赤道上全年都是昼长=夜长=12小时；
2、二分（即春分、秋分）日，太阳直射赤道，全球昼夜等分，各为12个小时；
3、二至日：(1) 夏至日，太阳直射北回归线，北极圈及其以北地区出现极昼现象。
（2）冬至日，太阳直射南回归线，南极圈及其以南地区出现极昼现象。
也就是说，北极和南极是出现极昼极夜现象的时间都是半年。从3月21日到6月22日，北极地区出现极昼现象的范围渐渐增大，到6月22日出现极昼的范围达到最大，即北极圈及其以北出现极昼现象；6月22日到9月23日，北极地区出现极昼现象的范围从最大渐渐减小，到9月23日极昼现象消失，转为昼夜平分。南半球与之相反，即从3月21日到6月22日，南极地区出现极夜现象的范围渐渐增大，到6月22日出现极夜的范围达到最大，即南极圈及其以南出现极夜现象；6月22日到9月23日，南极地区出现极夜现象的范围从最大渐渐减小，到9月23日极夜现象消失，转为昼夜平分。从9月23日到次年3月21日的情况与之相反。
由此可知：昼夜长短变化最大的地方时南北两极，变化幅度最大值为24小时。
若太阳直射赤道（0°）即春分日,那么全球昼夜平分；
此后北移,昼渐长夜渐短；
直到太阳直射点在北回归线（23°26′N）即夏至日,北半球的昼最长夜最短； 南半球刚好相反；
此后南移,直到太阳直射点在赤道（0°）即秋分日,全球有昼夜平分
此后继续南移,直到太阳直射点在南回归线（23°26′S）即冬至日,北半球的昼最短夜最长；南半球则相反
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