昼夜的形成主要是因为地球是不透明的球体。地球向阳面为昼，背阳面为夜。由于地球的自转，其向阳面与背阳面不断交替，形成昼夜交替现象。地球被太阳照亮的半球叫昼半球，不被太阳照亮的半球叫夜半球，昼半球和夜半球的分界线（圈）叫晨昏线，晨昏线把所经过的纬线分割成昼弧和夜弧。在赤道上昼弧和夜弧永远相等。每年的3月21日（北半球春分日）和9月23日（北半球秋分日），太阳直射赤道，全球昼弧、夜弧等长，昼夜时间等长，各为12小时。除此之外各地的昼弧和夜弧都不等长，即白天和黑夜都时间不等长。自3月21日至9月23日是北半球的夏半年，各纬度的昼弧都大于夜弧，昼长大于夜长。纬度越高，昼越长，夜越短，在北极周围，太阳整日不落，叫做极昼。这时是南半球的冬半年，与北半球完全相反，夜长昼短，在南极周围，太阳终日不出，叫极夜。6月22日是北半球的夏至日，这一天北半球昼最长，夜最短，北极圈以北到处都是极昼。而南半球的这一天是夜最长，昼最短，南极圈以南到处是极夜。自9月23日至次年3月21日是北半球的冬半年，在北半球到处是昼短夜长，纬度越高昼越短，夜越长，在北极四周出现极夜现象。这时正是南半球的夏半年，与北半球相反，到处是昼长夜短，在南极周围出现极昼现象。12月22日是北半球的冬至日，这一天北半球昼最短，夜最长，北极圈以内到处是极夜现象。而南半球的这一天昼最长，夜最短，南极圈以内到处呈现极昼现象。
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