晝夜更替的時長通常不是固定的 12 小時。由于地球自轉的平面(赤道面)與公轉平面(黃道面)之間存在一個夾角(黃赤交角,約 23°26′),太陽直射點會在南北回歸線之間往復移動,從而導致晝夜長短發生變化。一般來說,只有在春分和秋分這兩天,全球各地晝夜等長,即晝夜均為 12 小時。而在其他時間,晝夜時長會有所不同。例如,從春分到夏至,北半球晝長夜短,且晝長逐漸變長;從夏至到秋分,北半球晝長夜短,但晝長逐漸變短;從秋分到冬至,北半球晝短夜長,且晝長逐漸變短;從冬至到春分,北半球晝短夜長,但晝長逐漸變長。
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