地球上的四季首先表現為一種天文現象，不僅是溫度的週期性變化，而且是晝夜長短和太陽高度的週期性變化。當然晝夜長短和正午太陽高度的改變，決定了溫度的變化。四季的遞變全球不是統一的，北半球是夏季，南半球是冬季；北半球由暖變冷，南半球由冷變熱。 現在分析一下晝夜長短和太陽高度，在不同季節的週期性變化規律。 從春分經夏至到秋分，北半球處於夏半年，南半球處於冬半年。在此期間，北半球晝長夜短，南半球晝短夜長；北極處於極晝，南極處於極夜；北迴歸線以北的太陽高度始終大於平均值，南迴歸線以南則小於平均值。北迴歸線以北太陽昇起於東北方的地平圈上，降落於西北方的地平圈上。二分日全球各地太陽均升起於正東方，降落於正西方。 從秋分經冬至到春分，北半球處於冬半年，南半球處於夏半年。在此期間，南北半球的晝夜長短、極晝極夜和太陽高度，都同上述情況相反。北迴歸線以北太陽昇起於東南方的地平圈上，降落於西南方的地平圈上。 從夏至經秋分到冬至，北半球由夏半年變為冬半年，南半球由冬半年變為夏半年。在此期間，北半球晝漸短，夜漸長，極晝帶逐漸縮小；南半球晝漸長，夜漸短，極夜帶逐漸縮小。北迴歸線以北太陽高度一直在減小，南迴歸線以南則在增大。北迴歸線以北太陽出升方向由東北變為東南，降落方向由西北變為西南。秋分日由正東昇起，正西降落。 從冬至經春分到夏至，北半球由冬半年變為夏半年，南半球由夏半年變為冬半年。南北半球的晝夜長短、極晝極夜和太陽高度的變化同上述情況相反。北迴歸線以北太陽昇起的方向由東南變為東北，降落方向由西南變為西北。 從冬至到春分和從夏至到秋分，全球各地晝長都向平均值（12小時）接近，極晝、極夜的範圍都逐漸縮小。北迴歸線以北和南迴歸線以南的太陽高度都在向平均值接近。北迴歸線以北，太陽昇起方向逐漸接近正東，降落方向接近於正西。 從春分到夏至和從秋分到冬至，全球各地晝夜長短都在向極值變化，極晝、極夜的範圍都逐漸擴大。北迴歸線以北和南迴歸線以南的太陽高度也趨向極值。北迴歸線以北太陽昇、落的方向，分別向東北、東南和西北、西南移動。 由於南北迴歸線之間的晝夜長短和太陽高度的變化較複雜，所佔篇幅較多，我們沒有充分地說明，讀者自行總結出規律來也是不難做到的。在分析的時候，最好能分成幾個階段來進行。例如，在北半球，可以從春分到太陽直射該地算做一個階段，再到夏至為第二個階段，夏至以後到再次太陽直射為第三個階段，以後可以把到冬至作為下一個階段，由冬至到春分是最後一個階段，太陽完成了一次迴歸運動。每個階段晝夜長短、太陽高度、太陽的升落方向及正午時太陽的方向（例如，北半球夏至時，太陽在正午時位於天頂以北，冬至時則在天頂以南），等等，都有較大的變化。 2.四季劃分 四季是根據晝夜長短和太陽高度的變化來劃分的。在四季的劃分中，以太陽在黃道上的視位置為依據，以二分日、二至日或以四立日為界限。但是，東西方各國在劃分四季時所採用的界限點是不完全相同的。中國傳統的四季劃分方法強調四季的天文意義，是以二十四節氣中的四立作為四季的始點，以二分和二至作為中點的。如春季立春為始點，太陽黃經為315°，春分為中點，立夏為終點，太陽黃經變為45°，太陽在黃道上運行了90°。 西方四季劃分更強調四季的氣候意義，是以二分二至日作為四季的起始點的，如春季以春分為起始點，以夏至為終止點。這種四季比中國劃分的四季分別遲了一個半月。 從天文意義上講，中國的以四立為劃分四季界限更為科學。 春、秋二分日，全球各地晝夜長短和太陽高度都等於全年的平均值，具有從極大值（或極小值）向極小值（或極大值）過渡的典型特徵。因此，把春分作為春季的中點，和把秋分作為秋季的中點是非常合理的；夏季裡，晝最長，夜最短，太陽高度最大的是夏至那一天，該日地表獲得太陽能量是最多的。所以，夏至作為夏季的中點是很合理的；同理，冬至作為冬季的中點也是很科學的。 但是，從實際氣候上講，夏至並不是最熱的時候，冬至也不是最冷的時候，氣溫高低的極值都要分別推遲1～2個月。中國有“熱在三伏”，冷在三九”的說法。因此，把夏至和冬至分別安排為夏季和冬季的開始日期，與實際氣候能更好地對應。所以，西方四季劃分更能體現實際的氣候意義。 無論是中國的具有天文意義的四季劃分，還是西方具有氣候意義的四季劃分，都是天文上的劃分方法。這是因為，二分、二至和四立在天文上都有確切的含義，都是把全年分成大體相等的四個季節，每個季節三個月，太陽在黃道上執行90°。它們都不能反映各地氣候的實際情況。透過這種方法劃分的季節，就是天文四季。 天文四季是半球統一的。在半球的範圍內，每個季節有統一的開始和結束的時刻，並且在半球範圍內，每一地點均存在著這四個季節，每個季節都是等長的。 為了準確地反映各地的實際氣候情況，劃分四季常採用氣候上的方法，例如，採用候平均氣溫劃分四季。並且規定：候平均氣溫大於或等於22℃的時期為夏季，小於或等於10℃的時期為冬季，介於10℃～22℃之間的為春季或秋季。按此標準劃分四季，中緯地區季節與氣候相一致，低緯地區和極地附近春、夏、秋、冬的溫度變化很不明顯。同時，在中緯地區，各季的長度也不一樣。這就是氣候四季。例如，北京春季有55天，夏季103天，秋季50天，冬季157天。 天文四季具有理論意義，氣候四季具有實用價值。天文四季是氣候四季劃分的基礎。天文四季是半球統一的。北半球是夏季，南半球是冬季；氣候四季則是區域性區域（中緯地區）統一的。天文四季的劃分取決於天文現象的變化，氣候四季的劃分取決於氣溫的變化。無論哪個半球的哪個地點，都有等長的天文四季；而氣候四季則在同一地點也不一定等長。這是天文四季和氣候四季的主要不同之處。
地球上的四季首先表現為一種天文現象，不僅是溫度的週期性變化，而且是晝夜長短和太陽高度的週期性變化。當然晝夜長短和正午太陽高度的改變，決定了溫度的變化。四季的遞變全球不是統一的，北半球是夏季，南半球是冬季；北半球由暖變冷，南半球由冷變熱。 現在分析一下晝夜長短和太陽高度，在不同季節的週期性變化規律。 從春分經夏至到秋分，北半球處於夏半年，南半球處於冬半年。在此期間，北半球晝長夜短，南半球晝短夜長；北極處於極晝，南極處於極夜；北迴歸線以北的太陽高度始終大於平均值，南迴歸線以南則小於平均值。北迴歸線以北太陽昇起於東北方的地平圈上，降落於西北方的地平圈上。二分日全球各地太陽均升起於正東方，降落於正西方。 從秋分經冬至到春分，北半球處於冬半年，南半球處於夏半年。在此期間，南北半球的晝夜長短、極晝極夜和太陽高度，都同上述情況相反。北迴歸線以北太陽昇起於東南方的地平圈上，降落於西南方的地平圈上。 從夏至經秋分到冬至，北半球由夏半年變為冬半年，南半球由冬半年變為夏半年。在此期間，北半球晝漸短，夜漸長，極晝帶逐漸縮小；南半球晝漸長，夜漸短，極夜帶逐漸縮小。北迴歸線以北太陽高度一直在減小，南迴歸線以南則在增大。北迴歸線以北太陽出升方向由東北變為東南，降落方向由西北變為西南。秋分日由正東昇起，正西降落。 從冬至經春分到夏至，北半球由冬半年變為夏半年，南半球由夏半年變為冬半年。南北半球的晝夜長短、極晝極夜和太陽高度的變化同上述情況相反。北迴歸線以北太陽昇起的方向由東南變為東北，降落方向由西南變為西北。 從冬至到春分和從夏至到秋分，全球各地晝長都向平均值（12小時）接近，極晝、極夜的範圍都逐漸縮小。北迴歸線以北和南迴歸線以南的太陽高度都在向平均值接近。北迴歸線以北，太陽昇起方向逐漸接近正東，降落方向接近於正西。 從春分到夏至和從秋分到冬至，全球各地晝夜長短都在向極值變化，極晝、極夜的範圍都逐漸擴大。北迴歸線以北和南迴歸線以南的太陽高度也趨向極值。北迴歸線以北太陽昇、落的方向，分別向東北、東南和西北、西南移動。 由於南北迴歸線之間的晝夜長短和太陽高度的變化較複雜，所佔篇幅較多，我們沒有充分地說明，讀者自行總結出規律來也是不難做到的。在分析的時候，最好能分成幾個階段來進行。例如，在北半球，可以從春分到太陽直射該地算做一個階段，再到夏至為第二個階段，夏至以後到再次太陽直射為第三個階段，以後可以把到冬至作為下一個階段，由冬至到春分是最後一個階段，太陽完成了一次迴歸運動。每個階段晝夜長短、太陽高度、太陽的升落方向及正午時太陽的方向（例如，北半球夏至時，太陽在正午時位於天頂以北，冬至時則在天頂以南），等等，都有較大的變化。 2.四季劃分 四季是根據晝夜長短和太陽高度的變化來劃分的。在四季的劃分中，以太陽在黃道上的視位置為依據，以二分日、二至日或以四立日為界限。但是，東西方各國在劃分四季時所採用的界限點是不完全相同的。中國傳統的四季劃分方法強調四季的天文意義，是以二十四節氣中的四立作為四季的始點，以二分和二至作為中點的。如春季立春為始點，太陽黃經為315°，春分為中點，立夏為終點，太陽黃經變為45°，太陽在黃道上運行了90°。 西方四季劃分更強調四季的氣候意義，是以二分二至日作為四季的起始點的，如春季以春分為起始點，以夏至為終止點。這種四季比中國劃分的四季分別遲了一個半月。 從天文意義上講，中國的以四立為劃分四季界限更為科學。 春、秋二分日，全球各地晝夜長短和太陽高度都等於全年的平均值，具有從極大值（或極小值）向極小值（或極大值）過渡的典型特徵。因此，把春分作為春季的中點，和把秋分作為秋季的中點是非常合理的；夏季裡，晝最長，夜最短，太陽高度最大的是夏至那一天，該日地表獲得太陽能量是最多的。所以，夏至作為夏季的中點是很合理的；同理，冬至作為冬季的中點也是很科學的。 但是，從實際氣候上講，夏至並不是最熱的時候，冬至也不是最冷的時候，氣溫高低的極值都要分別推遲1～2個月。中國有“熱在三伏”，冷在三九”的說法。因此，把夏至和冬至分別安排為夏季和冬季的開始日期，與實際氣候能更好地對應。所以，西方四季劃分更能體現實際的氣候意義。 無論是中國的具有天文意義的四季劃分，還是西方具有氣候意義的四季劃分，都是天文上的劃分方法。這是因為，二分、二至和四立在天文上都有確切的含義，都是把全年分成大體相等的四個季節，每個季節三個月，太陽在黃道上執行90°。它們都不能反映各地氣候的實際情況。透過這種方法劃分的季節，就是天文四季。 天文四季是半球統一的。在半球的範圍內，每個季節有統一的開始和結束的時刻，並且在半球範圍內，每一地點均存在著這四個季節，每個季節都是等長的。 為了準確地反映各地的實際氣候情況，劃分四季常採用氣候上的方法，例如，採用候平均氣溫劃分四季。並且規定：候平均氣溫大於或等於22℃的時期為夏季，小於或等於10℃的時期為冬季，介於10℃～22℃之間的為春季或秋季。按此標準劃分四季，中緯地區季節與氣候相一致，低緯地區和極地附近春、夏、秋、冬的溫度變化很不明顯。同時，在中緯地區，各季的長度也不一樣。這就是氣候四季。例如，北京春季有55天，夏季103天，秋季50天，冬季157天。 天文四季具有理論意義，氣候四季具有實用價值。天文四季是氣候四季劃分的基礎。天文四季是半球統一的。北半球是夏季，南半球是冬季；氣候四季則是區域性區域（中緯地區）統一的。天文四季的劃分取決於天文現象的變化，氣候四季的劃分取決於氣溫的變化。無論哪個半球的哪個地點，都有等長的天文四季；而氣候四季則在同一地點也不一定等長。這是天文四季和氣候四季的主要不同之處。