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天文学上将北半球每年的3月21日作为冬天的结束和春天的开始，无论这一天的天气是什么样子，也无论它的气候是冷是暖。可能你会问：为什么要把这一天作为冬季和春季的分界线呢？这是依照什么制定的呢？
从天文学上来说，春季的开始并不是根据大气的气候变化而定的，因为气候总在不停地变化。在某个特定的时刻，在同一时间点，北半球上可能只有一个地方会出现真正意义上的春天。因此，气候特征跟季节变化没有特定的关系。天文学家对于四季的划分，主要是依据中午时分太阳的高度角、白昼的长短等天文学因素，气候只是一个参考值。
之所以选择3月21日，是因为这一天的晨昏线刚好经过地球的两极。我们可以通过一个实验模拟一下：找一只普通的灯，把它发出的光射向地球仪，让地球仪上被照亮的那一区域的分界线刚好跟经线重合，并且与赤道的所有纬线圈都垂直。之后，慢慢转动地球仪，你会发现，地球表面上任意一点在转动的时候，光亮与黑暗刚好平分它的圆周轨迹。
通过实验可知，每年的这个时候，地球表面上任何地方的昼夜长度都相等。这一天的白昼刚好是一个昼夜的1/2，即12小时。对于世界各地的人们来说，这一天的日出时间是早上6点，日落时间是晚上6点。
在3月21日这一天，世界上所有地方都是昼夜平分的，天文学上将这一天称之为“春分”。同理，到了下半年的9月23日，又是一个昼夜平分的时刻，天文学上将其称为“秋分”。春分表示冬春交替，秋分表示夏秋交替。对于南半球来说，情况刚好相反，当北半球到春分时，南半球是秋分。换而言之，在赤道的这一边，当冬春正在交替时，另一边则是夏秋交替。
在一年之中，昼夜长短的变化是这样的：从9月23日至12月22日，北半球的白天会逐渐缩短；从12月22日至第二年的3月21日，白天又会逐渐变长。这期间，白天总比黑夜短。从3月21日至6月21日，白天会逐渐变长；从6月21日至9月23日，白天又逐渐缩短。这期间，白天总比黑夜长。
就北半球而言，天文学上四季的开始与结束，就是上述提到的四个日期。我们不妨概括总结一下：
3月21日——昼夜等长——春季开始；
6月22日——白天最长——夏季开始；
9月23日——昼夜等长——秋季开始；
12月22日——白天最短——冬季开始。
南半球的情况，刚好与之相反，读者们可以自己罗列一下。
为了加深大家对这一内容的理解，我们不妨做几道练习题。
题目1：在地球上，哪个地方都是昼夜等长的？
解答：赤道上全年的昼夜长度相等，因为地球无论在什么位置，地球受太阳照亮的一面总会把赤道平分。
题目2：今年的3月21日，塔什干是几点日出？同一天，东京又是几点日出？在南美洲阿根廷的首都布宜诺斯艾利斯，又是几点日出？
解答：在春分和秋分，地球上所有的地方都是早上6点日出，晚上6点日落。
题目3：9月23日这一天，新西伯利亚是几点日出？纽约是几点日落？好望角又是几点日落？
解答：答案同上，在春分和秋分，地球上所有的地方都是早上6点日出，晚上6点日落。
题目4：8月2日，赤道上是几点日出？2月27日那天呢？
解答：赤道全年都是早上6点钟日出。
题目5：7月有没有可能出现严寒？1月有没有可能出现酷暑？
解答：在南半球的中纬度地区，7月可能出现严寒，1月可能出现酷暑。