当北半球接受太阳光的直射而处在盛夏时，南半球则面对太阳光的斜照而正值隆冬。北半球的春天又对应着南半球的秋天，两半球得到了同样多的阳光。这便是四季的由来。我们把北纬23度27分的纬圈叫北回归线，南纬23度27分的纬圈叫南回归线，意思是太阳的直射到此为界，然后便开始掉头转向，打道返回了。而北极圈、南极圈则会有半年时间照耀着不落的太阳，另外半年陷入漫长的黑夜。由于地球绕日轨道不是一个标准的正圆，因此南半球比北半球的夏天更热，冬天更冷。
南极比北极更加寒冷
大家知道，在地球的两极覆盖着大量的冰川，那里是地球上最冷的地方。但是北极比南极相对暖和，因为南极巨大的冰盖是地球上第一大“冷源”，终日散发着寒气，使空气迅速冷却。由于纬度高，太阳入射角最低，斜射的阳光热量很弱。地面吸收到的太阳辐射能量本来就很少，而白色冰盖又把吸收到的少量热能的绝大部分反射回空中，这是南极天气寒冷的一个主要因素。
在南极夏季太阳24小时不落的白昼期间，地面吸收的太阳辐射能较多，天气可能会暖和得多。实际情况是，南极夏季月平均气温确实比冬季要高一些，但是，南极夏季的天空云量大，太阳辐射能量的大部分被云层反射回去，所以，夏季还是比较冷的。
围绕着南极洲的南大洋的封冻海冰，有些常年不化，阻碍了海水同空气之间的热量交换，使南极四周的海面始终保持低温。南大洋洋面上，终年刮着强劲的西风，它包括了南极大陆，影响着来自北方的暖温空气顺利到达南极洲。
实际上，南极地区比北极地区的年平均气温要低12℃。一个重要因素就是南极和北极的海陆分布不同。南极地区是海洋包围着大陆，北极却是陆地包围着大洋。
白天黑夜的交替
我们的地球像一只陀螺，绕着地轴不停地自西向东旋转，这就是地球的自转。地球自转一周需要23小时56分4秒。虽然太阳一直都在照耀着地球，但是因为地球是个不透明的球体，阳光就只能照亮半个球的面积，被阳光照到的一面为白天，而阳光照不到的一面为黑夜。也就是说，地球总有一面是向着太阳，另一面背着太阳，于是就有了，北半球和南半球的昼夜恰好相反。而昼夜交替的产生就是由于地球的自转使原本照到阳光的一面渐渐背离阳光，直到不再被阳光所照射而变成黑夜；而原本没有阳光照射的一面则渐渐接近阳光，直到被阳光照而成为白天。于是，我们便有了白天黑夜的轮番交替。
日食
月亮围绕地球转动，而地球是围绕太阳转动的。地球和月亮都是不发光的球体，它们在太阳的照射下，在背向太阳的一面必然发生黑影。当月亮运行到太阳和地球之间时，如果太阳、月亮和地球正好位于或接近同一直线，月影延伸到了地球的表面，被月影扫过的地带以及区域，就形成日食的现象。月球在农历的每月初一运行到太阳和地球之间，因此日食肯定会发生在朔日（即农历初一）。
不过并非每逢朔日都会有日食现象的发生。由于月球与地球两者的轨道之间有5度左右的夹角，导致在大多数的朔日里，月球尽管处在太阳和地球之间，可是这三个天体并没有处在一条直线上。日食能分为日全食、日偏食以及日环食三种。不同类型的日食主要和日、地、月三者的距离以及近似成一线的程度有很大关系。
月食
月食是月亮运动到了地球背对着太阳的阴影区内的时候，月亮被地球的阴影遮掩时产生的天文现象。出现月食的时候地球位于太阳与月亮之间，所以，月食肯定会发生在望月的位置上，就是每个月的农历十五、十六。不过因为地球公转轨道面与月亮公转轨道面并不在同一个平面上，月亮并非每个望月都会进入地球的阴影区域，在一般情况下，月亮不是从地球本影的上方通过，就是在下方离去，很少穿过或部分通过地球本影，所以不可能每个望月都出现月食。每年月食最多发生3次，有时一次也不发生。
月食分为月全食和月偏食两种。月食出现的时间比日食长，月食的全食阶段比日全食要长许多。日全食的全食阶段仅为7分半（全过程多达2小时），可是月全食的全食阶段时间为1小时以上（全过程多达3个小时）。
深蓝色的地球
经常会在看电视或听广播的时候，都会听到深蓝色的地球一说。从宇航员拍下的照片可以看到，地球之所以被称作蓝色星球，那是因为地球上有2/3是海洋、湖泊和河流，仅太平洋就占据了半个地球表面。地球上近97％的水都是咸水。海洋主宰着世界的气候系统，同时“包容”了大量的生命：从地球上最大的动物——蓝鲸，到最小的浮游生物。
地球上的所有生命都源于远古的水体中。就在上个世纪，重大的科学新发现已使我们对海洋有了更多的了解，但海洋95％的部分仍有待研究。换句话说，海洋是我们最后的未开发领域。了解和呵护海洋，就是珍爱人类的最后家园。
北极星
地球的自转轴在天空中的位置是很稳定的，人们就把地球自转轴在空中所指的方向定为南和北。北极星恰恰就在地球自转轴的方向，所以古时人们在大海中航行，在沙漠、森林、旷野上跋涉，总是求助于它来指示方向。因此人们非常敬仰它，我国古时甚至将它视为帝王的象征。就是在科技高度发达的今天，北极星在天文测量、定位等许多方面仍然有着非常重要的应用。
其实，北极星并不正好在北极点上，它和北极点还有1°的距离，只不过再没有别的星比它更接近北极点了，所以它就近似地被人们视为北极点。如果我们站在地球的北极，这时北极星就在我们头顶的正上方。在北半球其他地方，人们看到北极星永远在正北方的那个位置上不动。而且，由于地球的自转和公转，北天的星座看上去每天、每年都绕北极星转一圈。尤其是北斗，勺口指向北极星，并绕着它旋转，不知倦怠，永不停歇。
太阳也“刮风”
太阳风是一种连续存在，来自太阳并以超音速运动的等离子体流。太阳风的存在，给我们研究太阳以及太阳与地球的关系提供了方便。为了能够清楚地表述太阳风是怎样形成的，我们先来了解一下太阳大气的分层情况。
一般情况下，我们把太阳大气分为六层，由内往外依次命名为：日核，辐射区，对流层，光球，色球，日冕。日核的半径占太阳半径的1/4左右，它集中了太阳质量的大部分，并且是太阳99%以上的能量的发生地。光球是我们平常所见的明亮的太阳圆面，太阳的可见光全部是由光球面发出的。
而日冕位于太阳的最外层，属于太阳的外层大气。太阳风就是在这里形成并发射出去的。冕洞是太阳磁场的开放区域，这里的磁力线向宇宙空间扩散，大量的等离子体顺着磁力线跑出去，形成高速运动的粒子流。粒子流在冕洞底部速度为每秒16千米左右，当到达地球轨道附近时，速度可达每秒800千米以上。这种高速运动的等离子体流也就是我们所说的太阳风。
最亮的星星
冬春两季的上半夜，在偏南方向的天空中，可以看到一颗全天最亮的恒星——天狼星。天狼星是一个双星系统，呈蓝白色，但是科学家指出，在1400年之前，他还是红色的，后来由于一些无法知道的原因变成了现在的蓝白色。天狼星的质量、体积大约太阳的2倍，温度比太阳高得多，亮度是太阳的亮度20多倍。但是因为天狼星距离地球仅8。7光年，所以在地球上看，天狼星就是最亮的星星。
天狼星的伴星是1862年美国天文学家最先发现的，它的发光量仅是主星的万分之一。尽管亮星光芒四射，用大望远镜还是能看到伴星的。伴星的质量与太阳差不多，而半径比地球小，密度比太阳大得多，而且这是第一颗被发现的白矮星。
太阳黑子
太阳黑子是人们最熟悉的一种太阳的表面活动。通过一般光学望远镜就可以看到太阳光球上有许多黑色斑点，这就是太阳黑子。一般认为，太阳黑子是太阳表面巨大的漩涡状气流产生的。太阳黑子并不黑，只是因为漩涡状气流的温度到4600°C，比太阳表面的正常温度低1400多°C，所以看起来是黑的。太阳黑子的大小、多少、位置和形态等，并不是固定的，会随时间的变化而变化。太阳黑子是太阳光球层活动的重要标志，有的年份多，有的年份少，有时甚至几天，几十天日面上都没有黑子。1843年，德国的一名天文学家发现太阳黑子每11年会达到一个最高点，这11年的时间就被称之为一个太阳黑子周期。天文学家把太阳黑子最多的年份称为“太阳活动峰年”，太阳黑子最少的年份称为“太阳活动宁静年”。
黎明前的黑暗
亮光是太阳光照射在大气层上，经过大气层中的空气分子和漂浮在空中的尘埃的作用散射而形成的。所以说，如果没有大气对光的散射，我们就永远看不见亮光，人所看到的周围太空呈一片漆黑就是这个道理。
地球上的空气分子和尘埃分布是不均匀的，靠近地面的空气分子和尘埃比较多，在高空则稀少。天亮以前，太阳光射在3万千米的天空，那里空气稀薄，散射作用微弱，所以这时天还没“亮”，人们只能看见星光闪闪。随地球转动，当太阳光渗入到2000～3000千米高空时，那儿会散射出很微弱的亮光，即使这些亮光不能射到地面，也已经可以把星光冲淡、淹没。这时，最初的一点星光也没有了，地面又没有亮光，于是变得漆黑一片，伸手不见五指，所以黎明前一刹那比起夜里其他时间更黑暗。
夏夜的星星比冬夜多
地球绕太阳公转一周需要一年的时间。而整个银河系有很多很多颗星星，它们大致分布成一个椭圆形。夏天地球转到银河中心与太阳之间，银河系的最阔、最密、最亮的中心部分正好是夜晚出现在我们的天空里。而在其他季节，这段最亮的部分，有的在白天出现，有的在黄昏出现，有的在清晨出现，有时在靠近地平线的地方，这样就不容易看到它。尤其是冬天，地球转到银河边缘与太阳之间，白天才能看到银河的中心部分，但由于白天里阳光强烈，我们看不见星星，晚上我们看到的是银河薄薄的边缘，那里的星星就特别少了。所以夏夜我们看到的星星比冬夜多。
不明飞行物——UFO
UFO是英文“Unidentified Flying Object”的缩写，就是不明飞行物的意思。这种不明飞行物外形多数像盘子，所以又称为“飞碟”，古今中外关于UFO的记载很多。
飞碟的第一次报道是在1947年6月24日，那天，美国商人阿诺德驾驶私人飞机途经华盛顿雷尼尔山上空时，突然看到了9个发光的物体像碟子一样呈编队快速移动。这件事在美国产生了轰动，一名记者在报道中把这些物体称为“飞碟”，于是“飞碟”的传说不胫而走。这是现代人研究UFO的开始，但这并不是人类第一次看到不明飞行物，我国古代春秋时期的《山海经？博物志》中已有有关记载，以后历代史书都有这类UFO记载。19世纪沙俄的科学院也有详细报告。此外，很多国家的史前遗迹、建筑、岩画中也都有关于UFO的记载。1942年，一个外国人在天津街头拍摄了一张UFO的照片，这被专家认为是人类最早的一张UFO照片资料。但是UFO到底是什么？这还需要人们继续艰苦探索和研究。
风的形成
风的形成和太阳照射是分不开的。地球的热量都是来自于太阳，太阳光照射到地球上，由于地球上各地的地形不一样，有的是浩瀚水面，有的是崇山峻岭，有的是广阔平地，因此所受到的热量不均匀，而且不同地形的散热快慢也有差别。这样就造成了有的地方热，有的地方冷。热的地方，空气的密度就小，气压也就低；冷的地方，空气密度大，气压相对就高。空气总是容易从气压高、密度大的地方，流向气压低、密度小的地方，这样就形成风。
在海边，白天陆地受热比海水快，所以海面的气压比陆地高，风就不断从海上吹向陆地；夜晚，陆地的散热也比海水快，那样海面的气压就没有陆地高了，风就从陆地吹向海面，所以在海边总有有风吹动。
天文台
天文台是进行天文观测和研究的机构，主要工作是用天文望远镜观测星星。地球被一层大气包围着，天上星星所发出的光，必须穿过大气层才能到达天文望远镜内，而大气中的烟雾、尘埃、气体分子等，都会对天文观测产生影响。尤其在大城市附近，城市中的灯光，会照亮空气中的微粒，使天空带有亮光，妨碍天文学家观测较暗的星星，因而使得观测更加困难。
在远离城市的地方，尘埃和烟雾较少，对观测的影响将减少，可是影响依然还是不能避免的。但是，越高的地方，空气越稀薄，尘埃和水蒸气越少，影响就越小。除此之外，高山的建筑物少，视线角度大，气温比地面低，使空气下沉从而减少了空气的密度差，观看星空时产生的光的折射就少，增加精确率。而且精确的仪器在气温底的情况下保养更好，观测更准确。所以，世界各国天文台大多设在山上。
利用星星辨别方向
在野外迷失方向的人都知道，白天可以利用太阳来辨别方向，晚上则可以利用星星来帮助估算位置。
人们比较熟悉的是北斗七星，它是北面的天空大熊星座中的七个比较明亮的星星。这七颗星星在天空中排列成一个长柄勺子状，指示着北方的方向。北斗七星的斗柄春天指向东方，夏天指向南方，秋天指向北方，冬天指向北方。只要人们找到了北斗七星就基本上能够确定方向了。
在小熊座的尾部，距离北斗七星的勺头部不远的地方，有一颗亮度和北斗七星相近的星星，悬挂在北部的天空中，就是北极星。北极星由于正好处于北极的位置，差不多正好对着地轴，漫天的星星就是围绕着这颗星星旋转，从地球上看去，它在正北的位置就几乎是不变的，这就为地球的人们指示了方向。
月到中秋分外明
“月到中秋分外明”，早在2000多年前，我国就把农历的八月十五作为中秋节了。人们以为中秋节的月亮是一年当中最大最圆的。但是从天文学的角度上看，中秋节的月亮并不比其他时候更亮更圆。
由于月球是在一个椭圆形的轨道上运行的，它离地球的距离是时近时远的。中秋节这一天，月亮时常不在离地球最近的地方，所以说，八月十五的月亮并不是最亮最圆的。
我们在地球上看见的月亮总是有圆缺变化的，从一个满月到下一个满月，平均大概需要30天的时间，这就是一个朔望月。朔就是每个月的初一，15天以后就是“望”。只有当“朔”发生在初一，“望”才会在十五晚上，这是非常罕见的。一般都是望月不是刚刚发生在十五晚上，而是在十六晚上。因此中秋节晚上的月亮往往还没有十六晚上的明亮。