为什么有昼夜长短的变化

形成昼夜长短变化的原因是地球的地轴是倾斜的以及地球在公转，一直指向北极星附近。秋来夏往，冬去春回，年复一年，四季永远这样循环着。这种四季冷暖的周而复始是怎样形成的呢？ 　　我们都有烤火取暖的体验。当我们正对着炉火时，感觉特别烤人；斜对着时，就不那么热了。此外，注意观察的同学，会发现这样一个现象：朝南的房间，冬天充满阳光，而夏天阳光却射不到室内。这说明太阳的高度在变化：冬天低，阳光斜射；夏天高，阳光直射。想想这些现象的道理，与天气冷暖变化联系起来，四季变化形成的原因就不难理解了。
地球在绕太阳公转的过程中，地轴始终与轨道面倾斜成66度33分的夹角。由于地轴的倾斜，当地球处在轨道上不同位置时，地球表面不同地点的太阳高度是不同的。太阳高度大的时候，太阳直射，热量集中，就好像正对着火炉一样；而且太阳在空中经过的路径长，日照时间长，昼长夜短，必然气温高，这就是夏季。反之，太阳高度小时，阳光斜射地面，热量分散，相当于斜对着火炉；而且太阳在空中所经路径短，日照时间短，昼短夜长，气温则低；由冬季到夏季，太阳高度由低变高。同样道理，太阳高度的变化影响着昼夜的长短和温度的高低，分别形成了秋季和春季。
由于地球永不停歇地侧着身子，围绕太阳这个大火炉运转，这种冷暖便不停地交替着，从而形成了寒来暑往的四季。 　　在太阳照射下，地球被分为昼夜两个半球：向太阳的半球是昼半球，背太阳的半球是夜半球。昼夜两半球之间的分界线，被叫做晨昏线，是地球的一个大圆。晨昏圈经过的各地，正经历着一天中的清晨或黄昏。那里见到的太阳，正好位于东方或西方的地平上。 　　地球不仅在空间有昼夜半球之分，而且，由于地球的自转和公转，昼夜两半球在时间上不断地相互交替，使得各个地点时而位于昼半球，因而经历着白昼；时而位于夜半球，因而经历着黑夜。这叫做昼夜交替。昼夜交替的周期，就是通常所谓的1日，叫太阳日，它不同于恒星日。恒星日是单纯的地球自转的周期，而形成太阳日的，不仅是由于地球自转，还包括地球的公转，是二者的会合周期*。 　　昼夜的长短，视晨昏圈分割纬线的情况而定。一般情形下，纬线被晨昏圈分割成两部分：位于昼半球的部分叫昼弧；位于夜半球的部分叫夜弧。昼弧和夜弧的弧长，决定该地的昼长和夜长：弧长15°，折合时间1小时。…… 　　各地的昼夜长短，因晨昏圈随太阳直射点的移动而发生变化： 　　当太阳直射点落在赤道（春秋二分）时，晨昏圈通过两极（与经圈重合），等分所有纬线。因此，全球各地昼夜等长。

昼夜现象的产生原因：
地球是一个不发光 不透明的球体
因此有一半处在太阳光照中，为昼半球
另一半为夜半球
昼夜交替的原因：
地球不断的自转，地球上的同一点不断的在昼半球和夜半球之间转换

地球自转一周，白天与黑夜循环一次，形成一个昼夜，由于黄赤交角的存在，除了在赤道上的秋分、春分日外，各地的昼弧与夜弧都不等长，当夜弧大于昼弧时，则夜长昼短。反之亦然，随着地球的公转运动，晨昏圈一斜一正地变化，同纬度地区的昼弧和夜弧也跟着彼此消长，因此导致昼夜长短不断变化。