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夏至是二十四节气中最早被确定的一个节气。公元前七世纪,先人采用土圭测日影,就确定了夏至。据《恪遵宪度抄本》:“日北至,日长之至,日影短至,故曰夏至。至者,极也。”夏至这天,太阳直射地面的位置到达一年的最北端,几乎直射北回归线(北纬23°26'),是北半球各地全年白昼最长的一天,且纬度越高白昼越长。如海南的海口市这天的日长约13小时多一点,杭州市为14小时,北京约15小时,而黑龙江的漠河则可达17小时以上。同时,对于北回归线及其以北的地区来说,夏至日也是一年中正午太阳高度最高的一天。在北京地区,夏至日正午太阳高度高达73°32′。这一天北半球得到的太阳辐射最多,比南半球多了将近一倍。而此时的南半球正值隆冬。
天文专家称,夏至是太阳的转折点,这天过后它将走“回头路”。夏至过后,太阳直射点逐渐向南移动,北半球白昼开始逐渐变短。对于北回归线及其以北的地区,夏至日过后,正午太阳高度也开始逐日降低。民间有“吃过夏至面,一天短一线”的说法,我国唐代诗人韦应物的《夏至避暑北池》也写到“昼晷已云极,宵漏自此长”。