编者按："浩瀚的空天还有许多未知的奥秘有待探索"，为此，中科院之声与中国科学院国家空间科学中心联合开设Calling太空科普专栏，为大家讲述有趣的故事，介绍一些与空间科学和航天相关的知识。
太阳打西边出来了几乎每个中国人都听到过，也明白是什么意思——在地球上，太阳永远是东升西落的，如果看到太阳从西边的地平线升起，说明发生了不可思议的怪事。但是，实际上真的是这样吗？如果我说，随着季节的更替，太阳升起的东南西北方向，也在改变呢？
现在大家都很熟悉，太阳之所以东升西落，是因为我们居住的地球，在宇宙当中自西向东自转。对下图中地球上的人来说，我们就是先从比自己更靠东的方向看到太阳，随后太阳移动到自己头顶，最后太阳从比自己更靠西的方向离开视线，故而东升西落。
（图片来自网络）
但是，地球的自转相对于绕着太阳的公转平面来说，自转的轴是倾斜的。地轴相对于公转平面倾斜的角度是66°34′。太阳距离地球非常远，太阳光照到地球时，相当于平行光，它直接照射在地球的位置就跟随着季节变化的倾斜姿势有关：
如果阳光从倾斜轴的侧面而来，就会直射地球的中间部分，也就是赤道——印度尼西亚、新加坡就在赤道附近，一年四季都非常炎热。一年当中，春分（3月21日）、秋分（9月23日）前后，太阳光就直射赤道。
如果倾斜的地球的北极朝向太阳，此时阳光直射的是北纬23°26′的纬线上，称为北回归线，回归的意思是阳光明年还会来这里。咱们中国的台湾就处在北回归线上。因此，中国大部分地区都在北回归线以北。并且，阳光可以把北极的另一侧、北纬66°34′以北全部照亮，北纬66°34′的纬线称为北极圈。一年当中，夏至（6月22日）前后，太阳光直射北回归线，并照亮北极圈中的北极地区，这里一天到头都是白天，称为极昼。与之相对的，南纬66°34′的纬线称为南极圈，在夏至的时候，整个南极圈中的南极地区整天都照不到阳光，称为极夜。
倾斜的地球与平行的太阳光（图片来自网络）
如果地球绕着太阳转过半个圈去，倾斜的地球的南极朝向太阳，阳光直射的是南纬23°26′的纬线上，称为南回归线。和上边的原理相似，一年当中，冬至（12月22日）前后，太阳光直射南回归线，南极出现极昼、北极出现极夜。
1985年以前，地球表面的回归线的唯一标志是我国台湾省嘉义县的北回归线标石碑，它表明北回归线从那里经过。1985年7月15日，我国在广东省从化县又建立了一座高达27.55米的北回归线标志塔，塔身呈火箭形，东、西、南、北各有拱门，塔底正中铺有大理石，以红色玛瑙嵌入中圆点，以示太阳直射位置。1997年竣工的位于广西桂平市的北回归线标志公园，也是一处北回归线的标识。
广西桂平市的北回归线标志公园（图片来自网络）
一年当中，太阳光直射的位置是周而复始动态变化的。夏至时分太阳光直射北回归线是一年中的最北端，我国大部分地区都酷暑难耐；从夏天到秋天，太阳直射点逐渐南移，北方气温也逐渐减低，到秋分时候太阳直射赤道，多数地区已经秋高气爽；从秋天继续到冬天，也就是咱们现在这个时间，太阳直射点已经去了南半球，我国大部分地区进入寒冬；冬至之后，太阳直射点逐渐北移，春暖花开，直至再次进入夏季。在这个过程中，只有台湾、海南等地始终有充足的阳光维持炎热的天气。
由于直射点是变化的，极昼、极夜也并非是整个南极圈、北极圈内一同出现，具体极昼、极夜范围的纬度是90°减去太阳直射点的纬度，比如太阳直射北纬10°，此时北纬80°以上出现极昼，南纬80°以上出现极夜。
因此，地球上不同的地区因为阳光照射的多寡而形成特定的气候，北回归线和南回归线之间的地区为热带，这里太阳可以直射，获得的热量最多；北回归线和北极圈之间的地区为北温带，南回归线和南极圈之间的地区为南温带；北极圈和南极圈所圈定的地区为北寒带和南寒带。温带地区太阳终年只能斜射，获得的热量适中。我国大部分地区位于北温带内，属于温带气候。
气候带的分布（图片来自网络）
咱们书归正传，既然太阳的东升西落，是地球自西向东自转时，地球上的人们观察太阳相对于地球上的东西方向而感受到的，那么，由于地球倾斜的自转，太阳光照射的角度不同，地球上不同地方的人，会不会得出第一缕阳光来自不同方向的结论？答案是肯定的。
对于北极点来说，它是地球的最北之处，对这里的人而言，太阳任何时候都在南方；南极点也相似，太阳任何时候都在北方。而在出现极昼和极夜的地区，没有日出和日落，也就不用考虑太阳升起的方向。但刚好出现极昼和极夜的那个纬度线的人看到了日出和日落的瞬间，对北半球的人来说日出和日落都在北向，而对南半球的人来说日出和日落都在南向。
同前，太阳光直射北回归线时的昼夜晨昏线（图片来自网络）
对于全球其他地方的人呢？这就要看季节了。
在春分-秋分时，太阳光直射地球赤道，全球其他地方均为日出正东、日落正西，也就是最严格而标准的太阳东升西落。
在春分之后、秋分之前，也就是咱们北半球的夏季前后，太阳光直射北半球，全球其他地方均为日出东北、日落西北。所以，有时候我们会觉得太阳竟然是北边升起的。
在秋分之后、春分之前，也就是北半球的冬季前后，太阳直射南半球，全球其他地方均为日出东南、日落西南。咱们中国现在经历的就是这个状态。
来源：中国科学院国家空间科学中心
