至日
zhì rì
至日是每年出现两次的一种日子，大约在6月21日和12月21日，此时太阳在正午天空中达到全年最高或最低的位置。
Definition
至日是一年中太阳在正午天空中达到全年最高或最低位置的那一天：夏至大约在6月21日，是北卡罗来纳州全年白昼最长的一天，标志着夏天的开始；冬至大约在12月21日，是全年白昼最短的一天，标志着冬天的开始。至日出现在地轴最直接地朝向或背离太阳的时刻，此时太阳的赤纬达到南北方向上的最大值：大约6月21日，太阳直射北回归线（北纬 $23.5^\circ$），使北半球迎来全年最长的白昼，南半球则迎来全年最短的白昼；大约12月21日，太阳直射南回归线（南纬 $23.5^\circ$），情况正好相反。准确地说，至日是太阳黄经达到 $90^\circ$ 或 $270^\circ$ 的两个时刻，也就是太阳赤纬达到 $+23.5^\circ$ 或 $-23.5^\circ$ 的时刻。在纬度 $\phi$ 处，至日正午的太阳高度角为 $90^\circ - \phi \pm 23.5^\circ$，白昼时长也在这两天达到全年的最大值或最小值。由于地球轨道是椭圆形的，至日与分日之间的间隔并不相等；由于时差方程的存在，北半球最早日落和最晚日出的日期，也与十二月冬至当天本身并不完全重合。
Example
夏至那天，夏洛特的白昼约为十四个半小时，冬至那天则不到十小时。夏至那天，太阳从明显偏北的东方升起，从明显偏北的西方落下，北极圈内太阳整天都不落下，而同一天南极点的太阳则整天都不会升起。在夏洛特，最早的日落出现在十二月初，最晚的日出出现在一月初，尽管十二月二十一日前后的冬至才是全年白昼总时长最短的一天；这种错位是因为十二月里太阳时正午每天都要推迟约30秒。
Key Insight
白昼最长的一天，通常并不是最热的一天，因为陆地和海洋在至日之后还会继续升温好几周，所以最炎热的天气出现在七八月。至日一词的原意是太阳静止，因为在每次至日前后的几天里，太阳在地平线上升起和落下的位置几乎不再移动，随后才开始反向变化。岁差会使至日点沿黄道缓慢移动，闰年周期也会使至日的具体日期在历法中略有偏移。巨石阵和纽格莱奇墓这样的古代遗迹，都对准了至日的日出或日落方向，说明至日是人类最早开始追踪的天文事件之一。