地球上的四季首先表现为一种天文现象,不仅是温度的周期性变化,而且是昼夜长短和太阳高度的周期性变化.当然昼夜长短和正午太阳高度的改变,决定了温度的变化.四季的递变全球不是统一的,北半球是夏季,南半球是冬季；北半球由暖变冷,南半球由冷变热.现在分析一下昼夜长短和太阳高度,在不同季节的周期性变化规律.从春分经夏至到秋分,北半球处于夏半年,南半球处于冬半年.在此期间,北半球昼长夜短,南半球昼短夜长；北极处于极昼,南极处于极夜；北回归线以北的太阳高度始终大于平均值,南回归线以南则小于平均值.北回归线以北太阳升起于东北方的地平圈上,降落于西北方的地平圈上.二分日全球各地太阳均升起于正东方,降落于正西方.从秋分经冬至到春分,北半球处于冬半年,南半球处于夏半年.在此期间,南北半球的昼夜长短、极昼极夜和太阳高度,都同上述情况相反.北回归线以北太阳升起于东南方的地平圈上,降落于西南方的地平圈上.从夏至经秋分到冬至,北半球由夏半年变为冬半年,南半球由冬半年变为夏半年.在此期间,北半球昼渐短,夜渐长,极昼带逐渐缩小；南半球昼渐长,夜渐短,极夜带逐渐缩小.北回归线以北太阳高度一直在减小,南回归线以南则在增大.北回归线以北太阳出升方向由东北变为东南,降落方向由西北变为西南.秋分日由正东升起,正西降落.从冬至经春分到夏至,北半球由冬半年变为夏半年,南半球由夏半年变为冬半年.南北半球的昼夜长短、极昼极夜和太阳高度的变化同上述情况相反.北回归线以北太阳升起的方向由东南变为东北,降落方向由西南变为西北.从冬至到春分和从夏至到秋分,全球各地昼长都向平均值（12小时）接近,极昼、极夜的范围都逐渐缩小.北回归线以北和南回归线以南的太阳高度都在向平均值接近.北回归线以北,太阳升起方向逐渐接近正东,降落方向接近于正西.从春分到夏至和从秋分到冬至,全球各地昼夜长短都在向极值变化,极昼、极夜的范围都逐渐扩大.北回归线以北和南回归线以南的太阳高度也趋向极值.北回归线以北太阳升、落的方向,分别向东北、东南和西北、西南移动.由于南北回归线之间的昼夜长短和太阳高度的变化较复杂,所占篇幅较多,我们没有充分地说明,读者自行总结出规律来也是不难做到的.在分析的时候,最好能分成几个阶段来进行.例如,在北半球,可以从春分到太阳直射该地算做一个阶段,再到夏至为第二个阶段,夏至以后到再次太阳直射为第三个阶段,以后可以把到冬至作为下一个阶段,由冬至到春分是最后一个阶段,太阳完成了一次回归运动.每个阶段昼夜长短、太阳高度、太阳的升落方向及正午时太阳的方向（例如,北半球夏至时,太阳在正午时位于天顶以北,冬至时则在天顶以南）,等等,都有较大的变化.