因为黄赤交角的存在，地球绕日公转过程中会引起正午太阳高度、昼夜长短的周年变化，这样便产生了地球四季的更替。
1.正午太阳高度的变化
太阳高度角指的是太阳光线对于地平面的交角，又简称太阳高度。在太阳直射点上，太阳高度是90度；在晨昏线上，高度是0度。太阳直射点向南北移动，引起正午太阳高度的变化。一日内最大的太阳高度就是正午太阳高度；它的大小随纬度不同和季节变化而有规律地变化。太阳高度就纬度分布而言，春秋二分，由赤道向南北两方降低。夏至日，由北回归线向南北两方降低；冬至日，由南回归线向南北两方降低。就季节变化而言，在北回归线以北的纬度带，每年夏至日，太阳高度在正午时达最大值；每年冬至日达最小值。在南回归线以南的纬度带，情况正好相反。在南北回归线之间各地，每年两次受到太阳直射。
一地正午太阳高度的大小，可以用下面的公式来计算：
纬度（任何一天的δ可以在天文年历上查到），当地夏半年取正值，冬半年取负值。以二分和二至日北京（39度54秒N）为例：
春、秋分日H=90度-|39度54秒-0度|=50度6秒
（太阳直射赤道，δ=0度）
夏至日H=90度-|39度54秒-23度26秒|=73度32秒（太阳直射北回归线，δ=+23度26秒）
冬至日H=90度-|39度54秒+23度26秒|=26度40秒（太阳直射南回归线，δ=-23度26秒）
2.昼夜长短的变化
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，除了在赤道上和春秋分日外，各地的昼弧和夜弧都长短不等。地球自转一周，如果所经历的昼弧长、夜弧短，则白天长，黑夜短；反之，则黑夜长，白昼短。
夏半年指的是北半球自春分日至秋分日时。那时，太阳直射北半球，北半球各纬度，昼弧大于夜弧，昼长大于夜长。纬度越高，昼越长，夜越短；北极四周，太阳整日不落，叫作极昼现象。其中夏至日这一天，北半球昼最长，夜最短，北极圈（北纬66度34秒）以北，到处出现极昼现象。
北半球自秋分日至次年春分日，是冬半年。那时，太阳直射南半球，北半球到处是昼短夜长。纬度越高，昼越短，夜越长；北极四周，有极夜现象。其中冬至日这一天，北半球昼最短，夜最长，北极圈以内，到处出现极夜现象。
南半球的情况与北半球相反。
在每年春分日和秋分日，太阳直射赤道，全球各地昼夜等长，各为12时。
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