第一章 四季的由来
地球上，不但有昼夜交替现象，而且有四季寒热温凉的变化，并且南北半球的四季变化刚好相反。当我们这里正是夏日炎炎、挥汗如雨的季节，南半球却处在寒风凛冽、大雪纷飞的环境。为什么地球上会有四季交替变化现象呢？四季是如何形成的？首先让我们来分析一下地球的运动，地球有两种基本的运动，一种叫自转——地球自身的旋转，另一种叫公转——绕着太阳的旋转。自转是绕着穿过南北两极的地轴进行的，方向是自西向东，离两极越远的地方转速越快。与两极等距的那一圈叫赤道。地球自转一周的时间为一日，也就是24小时。地球绕太阳公转的速度为每秒30km，绕太阳旋转一周需要365天5时48分46秒，也就是一年，天文学上称之为回归年。地球绕太阳公转的轨道是一个椭圆，它的长直径和短直径相差不大，可近似于正圆。太阳就在这个椭圆的一个焦点上，而焦点是不在椭圆中心的，因此地球至太阳的距离，就有时会近一点，有时会远一点。
一月初，地球离太阳最近，为147 100 000km，这一点叫做近日点。七月初地球离太阳最远，为152 100 000km，这一点叫做远日点。事实上，当地球在近日点的时候，北半球为冬季，南半球为夏季；在远日点的时候，北半球为夏季；南半球为冬季。这就说明，四季的变化与近日点和远日点无关。那么四季的变化到底是怎么产生的呢？这与地球公转有关，地球在不断公转的过程中，地轴与公转轨道始终保持66°34′的交角，即地球始终是斜着身子绕太阳公转的。因为地球公转的原因，致使太阳直射点在地球表面发生变化，形成以赤道为中心，以南北回归线为界限南北扫动，每年一次，循环不断，从而形成了地球上一年四季顺序交替的现象。具体来讲，到了每年6月22日前后，地球就位于远日点。太阳会直射北回归线，这一天就是北半球的夏至日。与此同时北半球得到的热量最多，白昼最长，而且气候也炎热，属于北半球的夏季，但南半球正处于寒冷的冬季。
此后因为继续在公转轨道上不停运行，太阳的直射点便会南移。到了9月23日左右，太阳就会直射赤道，这一天就是北半球的秋分日。这一天南半球与北半球得到的太阳热量相等，昼夜平分，北半球是秋季，南半球是春季。到12月22日左右，地球开始位于近日点，太阳便直射南回归线。这一天就是北半球的冬至日。而此时北半球得到的热量最少，且白昼时间最短，气候也相当寒冷，是北半球的冬季。南半球则刚好是夏季。太阳直射点北返以后，在3月21日左右，太阳再次直接射向赤道，这一天就是北半球的春分日。这个时候，是北半球的春季，而南半球却是秋季。地球像这样以一年为周期绕太阳不停运转，从而产生了四季的更替。对于四季的划分，人们常常以天文历法为依据，认为立春、立夏、立秋、立冬是四季之始。如2008年2月4日立春，5月5日立夏，8月7日立秋，11月7日立冬。民间有句谚语：春打五九尾，六九头。
这时就开始进入春天，然而现代气象学划分四季的方法，是以候（每5日为一候）平均气温为标准，候平均气温在10～22℃为春季。按这种划分方法，我国各地因为所处的地理位置不相同，春季开始则不尽相同。南北春季开始的时间相差长达2个月以上。四川盆地春季开始得比较早，2月北方还是寒风凛冽，雪花漫舞，一派严冬景象，而四川盆地已是春回大地，春暖花开。北方像哈尔滨等地区要迟到清明节前后才能进入春季。长江中下游地区，如上海、南京一带，一般要到3月中旬的春分才开始进入春季。各地春天持续时间亦不等。以春城著称的昆明，不仅早早地在2月初（立春）就进入春天，而且除了12月和1月近2个月的冬季外，一年中其余的时间气温均为春天的气温；黄河中下游的西安、开封、洛阳等北部地区，春季较短，一般持续2个月左右，哈尔滨黑河一带每年高于10℃的天数不足20天。但为方便记忆与使用，人们常以农历来划分四季，认为1月、2月、3月为春季；4月、5月、6月为夏季；7月、8月、9月为秋季；10月、11月、12月为冬季。
