在地球上，长日短夜的现象是基于什么转换？

在太阳的照射下，地球分为两个半球:面向太阳的半球是昼半球，背向太阳的半球是夜半球。两个半球的分界线，叫做终结者线，是地球的一个大圆。黄昏圈经过的地方正在经历一天的清晨或黄昏。那里看到的太阳就在东方或西方的地平线上。

地球不仅在空间上分为昼夜半球，而且由于地球的自转和公转，昼夜半球在时间上相互交替，使得每个地方有时位于白天半球，从而经历白天；有时它位于夜晚半球，所以它经历夜晚。

这叫昼夜交替。昼夜交替的周期就是所谓的1日，称为太阳日，与恒星日不同。恒星日是地球自转的简单周期，太阳日的形成不仅仅是因为地球自转，还包括地球公转，这是两者的交汇期。

昼夜长短取决于暮光圈划分纬度的情况。

一般来说，纬度被暮光圈分为两部分:位于白天半球的部分称为白天弧；位于夜半球的部分被称为夜弧。日弧和夜弧的弧长决定了这个地方的白昼长度和黑夜长度:孤长为15，相当于1小时。……

昼夜长短随太阳直射点的移动而变化，因为有早晚圈:

当太阳的直射点落在赤道上(春分点)时，早晚圈经过两极(与子午线圈重合)，平分所有纬度。

因此，在全世界范围内，白天和黑夜的长度是相等的(图4-6)。

从北方到太阳，太阳直射点移至北回归线，早晚圈偏离极点，与南北极圈相切。此时日弧和夜弧的划分最为悬殊。如图4-7所示，在北半球(阳光直射的半球)，白天最长，夜晚最短。南半球则相反。北半球白天的长度和南半球夜晚的长度都随着纬度的增加而增加。

在北极圈内，整个纬线是一个日弧，一天长达24小时。“夕阳”与“朝霞”相连，太阳全天不落，称为极昼。在南极圈，纬线位于夜半球，24小时都是漫漫长夜，全天不见太阳，称为极夜。赤道是唯一一个昼夜长短相等的地方。从几何学上讲，赤道和阴阳魔界都是地球的大圆；当两个大圆相交时，它们将被平分。