至日标志着季节的更替，每年发生两次，是一年中白昼时间最长和最短的时期(具体取决于您所在的半球)。对于许多观察者来说，这些极端的白昼和黑夜长度使得至日比春分时节的白昼和黑夜微妙的平等更加引人注目。

热带至日阴影

至日是我们最早的天文观测之一，历史上人们通过许多夏季和冬季庆祝活动来庆祝。

每年会出现两次至日，2024年的至日分别是6月20日下午4:50(美国东部夏令时间，20:50UTC)和12月21日上午4:19(美国东部标准时间，9:18UTC)。六月至日标志着太阳相对于地球赤道位于最北位置的时刻，十二月至日标志着太阳相对于地球赤道位于最南位置的时刻。

夏至发生在太阳中午达到一年中太阳最高点的那一天，对于热带以外的地区来说，这些地区的观测者会经历一年中最长的白昼。相反，在冬至期间，太阳中午达到一年中太阳最低点的那一天，对于热带以外的地区来说，观测者会经历一年中最少的白昼，以及最长的夜晚。

夏至日标志着北半球夏季的开始，南半球冬季的开始，而12月则相反，这是由于地球自转轴倾斜造成的。例如，这意味着在夏至日期间，北半球比南半球接收到更多的太阳直射光。

地球的倾斜足以使北极地区在六月夏至期间经历24小时的阳光，而南极地区则经历24小时的黑夜，深陷在地球的阴影中。同样的倾斜意味着地球的两极地区在半年后的十二月也会经历光影的逆转，北极有24小时的夜晚，南极有24小时的白天。

根据您与极地的距离，这些极端的照明条件可能会持续数月，并且您距离极地越近，其持续时间就越长。

虽然中高纬度地区的观测者可以非常明显地看到至日，但热带地区的观测者(北回归线和南回归线之间的地区)则不然。相反，人们每年会经历两次“零阴影”日。这些日子里，太阳在正午时分直射头顶，与一年中的其他时间相比，物体投射的阴影最小。

如果你想在那一刻看到自己的影子，你必须跳起来!零阴影日的具体日期取决于纬度;北回归线(赤道以北23.5°)的观察者在六月夏至时会经历零阴影日，而南回归线(赤道以南23.5°)的观察者在十二月夏至时会经历零阴影日。

赤道上的观察者会经历两个零阴影日，正好位于这两条纬度线之间;赤道零阴影日分别落在三月和九月的春分和秋分。

通过仔细观察至日阴影，可以进行一些严肃的科学研究。据说，大约公元前200年，埃拉托色尼在夏至正午观察到阳光直射井身，该井位于现代埃及城市阿斯旺附近。

受此启发，他比较了该地点和亚历山大城北部的至日阴影测量值。通过计算这些阴影的长度差异以及两座城市之间的距离，埃拉托色尼初步估算出了地球周长的粗略估计值——并进一步证明了地球是一个球体!

您是否难以想象至日的光照和几何形状?您可以构建一个太阳轨迹模型，帮助展示太阳在天空中四季的路径。您可以在NASA的波长和能量活动中找到更多有趣的活动和资源，例如此模型。