人们长期以来以为中秋节的月亮分外明，是一种主观感受，另外还与季节有关。因为春天天气比较冷，人们不习惯观赏月亮；夏天的月亮比较低，月光比较少，不适合观赏；冬天比较冷，没有人会出外聚众观赏；而秋天正好不冷不热，月朗星疏，非常适合有观赏价值。
月球上“一天”的时间
众所周知，在地球上的一天是24个小时，那么，如果我们去月球上旅行，月球上的一天又是多长时间呢？假如我们着陆的地方正好是黑夜的开始，我们就需要等待很长一段时间才能看见日出，这段时间有多长呢？大概是地球上的15天。月球上的一天等于地球上的29。5天。
地球由于自转形成了黑夜与白天的交替，它对着太阳的一面是白天，背着太阳的一面是黑夜，每当白天和黑夜交替一次，就是地球上的一天。
月球也是在自转，和地球上的一样，面对着太阳的一面就是白天，背对着太阳的一面就是黑夜。不过月球的自转比地球慢得多，需要地球上的27。3天的时间，所以月球上的一天比地球上的一天的时间就长的多。
月球的一天不是等于地球上的27。3天，而是29。5天，这是由于月球不仅自转，还要绕着地球公转，而地球又绕着太阳公转。当月球转了1周以后，地球也在绕着太阳的轨道上走了一段距离，此时，月球原来正对着太阳的那一点现在并没有正对着太阳，还要再转过一个角度才能正对着太阳，这段时间是2。25天，把原来的27。3天再加上2。25天，是29。5天。月球上的一天也就是相当于地球上的29。5天的时间。
天上的星星知多少
天上的星星到底有多少颗，没有人能够数的清，因为它实在是太多了。我们人类肉眼大概能看见的星星是3000颗左右，其余的星星我们就不能看见，也就没有办法数清了。就是这3000颗星星要像数清楚了，没有一点技巧，只是拿着手指在一个一个地点名，也是不可能的。
我们可以先把看得见的星星分成许多区，再用想象中的线条把每一个区域的星星都用线条联系起来，构成天文学上的星座，就比较好数了。北斗七星是一个星座，她有七颗星星组成。这样一个区一个区，一个星座一个星座地往下数，这3000颗星星就可以数的清了。
但是数完了这3000颗星星可不是把天上的星星数清楚了，因为我们看到的星空只是整个星空的一半，还有另外的一半我们没有看见，也就是说至少还有一半的星星没有数呢。即使我们能够把另一半的星空的星星也数完，还有一些星星接近地平线，它们若隐若现，很难看清楚，也就没有办法数的清。
地球上一天的时间
一天是24个小时，这是没有人会怀疑的，但是美国航天局研究发现，现在地球上的白天时间平均延长了1/1400秒，1昼夜平均延长了1/700秒。这样累积起来，每年延长了半秒钟，过120年每天就会长1分钟，若干世纪以后，一天的时间就会超过24个小时了。
其实地球的运动是变化的，而且极不稳定。科学家分析了许多珊瑚虫化石，从上面的年轮和生长线得知，在3。7亿年前，地球上的一天是395天，当时一天的时间仅为23小时。4亿年前，一年有405天，一天只有21。5小时，6亿年前，一年不少于425天，一天仅为20小时。
科学家们以为1昼夜的时间变长是由于地球自转速度变慢的原因。大多数的学者以为是由于涨潮产生摩擦力，使得地球自转的速度逐渐变慢。日本学者以为，涨潮的摩擦力的大小与大陆分布有关，5亿年前至3亿年前的大陆是沿赤道方向排列的，涨潮产生的摩擦力较大，地球的自转减慢较为迅速；2亿年前以后，大陆按照南北方向排列，涨潮产生的摩擦力相对减少，地球自转的速度就变缓了。
星星的位置
在晴朗的晚上，我们如果经常观察星星，就会发现星星的位置是在不断变化的。虽然看上去所有的行星之间的位置是相对没有比变化的，但是整个星空的位置就是在缓慢地不断地变化着的。所有的星星都是围绕着北极星打转，这个周期与昼夜周期比较接近，但不是完全一致的，而是每天都提前一些。如果第一天晚上10点在征南方看见天狼星，到第二天就会在晚上的9点56分在同一位置看见它，一年以后，就会提前整整24小时。
众所周知，地球每天都在自西向东自转，我们却不能感觉到它的自转，只是感觉到星星在由东向西作圆周运动。地球也在绕太阳公转，在公转的过程中地球在轨道的不同位置上看见的星空也不相同，地球的公转方向和自转的方向一致，在这两种运动和在一起，我们看见星星就是每天提前4分钟了。
寻找北极星
在漆黑的夜晚，航空、航天、测量、地质勘探等经常在野外工作的人经常需要利用北极星来辨别方向，对于我们普通人来说，这也是不可或缺的知识。那么，在茫茫的星空之中，怎么寻找北极星呢？
通常有两种方法可以寻找到北极星。第一种是找到大熊座，也就是北斗七星，这七颗星星在北方的天空中形成一个勺子形状。将勺口的两颗星星连成一条线，并向前延伸5倍，在延长线的终点有一颗和大熊座亮度相当的星星，就是北极星了。北斗七星每天绕北斗星转一圈，但是它的勺口总是对着北极星。另一种方法就是找到仙后座。仙后座是有5颗星星组成的，形状好像字母W。将W的两条边向后延长相交于一点，把这个点与仙后座中间的星连成一条线，并向前延长5倍，在延长线的终点就可以找到北极星了。
找到了北极星，其他方向就很容易确定了。面对着北方，背后是南方，右边是东方，左边是西方。北极星在地平线上的高度近似于当地的地理纬度，因此知道了某地北极星的高度就可以知道当地的纬度了。
北京时间
我们会经常听到“北京时间8点整”的时间报告。
北京时间其实不是从北京发出的，而是从我国授时服务中心——陕西天文台发出的。这座天文台的原子钟房里有国际先进的铯原子钟和氢原子钟。这两种钟能长久地保持着高精度的标准时间，30万年才会差1秒钟。
陕西天文台将特殊的方式将时间传到广播和电视等全国各媒体，媒体按收到的时间将自己的石英钟调好，每天整点就准确地向外报告。
大气层
为了更好地研究大气，科学家人为地吧大气分为以下几个不同的层次：
对流层：这一个层次从地面向上，直到10千米左右的范围，是大气层的最底层。在这层里，大气活动异常激烈，风、云、雨、雪、雾、露、雷、雹也多发生在这个层次里，所以也有人称这层为气象层。
平流层：从对流层顶向上到55千米附近。平流层中臭氧比较集中，在25千米高处臭氧最多，形成了所谓臭氧层，臭氧能强烈地吸收紫外线，它对地球上的生物非常重要。
中层：从平流层顶向上，也就是从55千米到80千米这个范围被命名为中层大气，简称中层。在这里，温度随高度而下降，大约在80千米左右达到最低点，约为-90℃。
热层：从中层大气向上，也就是从80千米到500千米左右的范围，这里温度随高度迅速上升，可达到1000~2000℃。所以称为热层。在这里空气高度稀薄，而且多处在高度电离状态。
逃逸层：500千米以上是外大气层，这一层顶也就是地球大气层的顶。在这里地球的引力很小，但总的说来，逃逸掉的大气是很少的一部分，几乎可以忽略不计。这一层温度极高，但近于等温。这里的空气也处于高度电离状态。
电离层：除了以上的分层外，科学家根据大气电离状态，又将60千米以上的大气层称为电离层，电离层在远距离无线电通信方面起着很重要的作用，无线电波借助于在地面和电离层之间的多次反射而传播，实现了远距离的无线电通信。人们形容电离层为“一面反射电波的镜子”。
磁层：在大气科学中有时还将500千米以上的大气层称为磁层。太阳风与磁层之间的边界即为磁层顶，顶以外即为星际空间。因此也有人认为磁层顶才是大气圈的顶。磁层尽管离地球表面很高，但对人类确实能起到保护作用。如果没有磁层，威力巨大的太阳风会把臭氧层吹掉，甚至还会把整个大气层统统吹走。
露水的形成
春秋季节的早晨，在田间野外，我们会发现树叶、草丛之上有许多晶莹的小水珠，这就是露水。
露水四季都有，秋天特别多。晴朗无云的夜间，地面热量散失很快，气温也会随着迅速下降。温度降低，空气所含水汽就附在草上、树叶上等，并凝成细小的水珠，形成露水。
露水需在大气较稳定，风小，天空晴朗少云，地面热量散失快的天气条件下才能形成。如果夜间天空有云，地面就像盖上一条棉被，热量碰到云层后，一部分折回大地，另一部分则被云层吸收，被云层吸收的这部分热量，以后又会慢慢地放射到地面，使地面的气温不容易下降，露水就难出现；如果夜间风比较大，风使上下空气交流，增加地面空气的温度，又使水汽扩散，露水也很难形成。
露水对农作物很有好处，露水像雨一样，能滋润土壤，起到帮助植物生长的作用。
夏天的雷阵雨
夏季经常会出现这样的天气，本来烈日炎炎，转眼间却狂风大作、雷雨交加，这就是雷阵雨天气。雷阵雨天气轻则可以飞沙走石，重则拔树倒屋。
雷阵雨的发生需要有强对流的雷雨云系。夏季，由于气温高，蒸发量大，含有大量水汽的热空气就不断上升。随着海拔高度的增加，温度会逐渐下降（每上升100米，气温降低0。6℃），空气也就渐渐变冷。这时，空气中的一部分水汽凝结成小水滴，天空就会起云。随着含有大量水汽的热空气的不断增加，云就越堆越大越高，这样的云，气象上叫积雨云，其云底离地面约1000米。
云中水滴合并增大，直到上升热气流托不住了，就从云中直掉下来。下层的热气流被雨淋后，骤然变冷，不再上冲，转而向地面扑下来。此时，空中的电荷开始放电，并伴随着轰隆隆的雷声。雷阵雨就发生了。
寒潮
冬季的时候，我们经常会受到寒潮的侵袭。冰雪封冻的北极地区和高纬度寒冷地区，是北半球寒潮的发源地。在冬季，北极地区很少得到的辐射，便逐渐消耗夏季积存的热量，这样导致温度逐渐下降，高纬度地区就成了冰雪世界。冰雪又把太阳辐射的热量反射回去，极地便更加寒冷，冷空气就越积越多。
随着冷空气的逐渐增多，气压大大高于南方。遇到适当的条件，冷空气就大举南下，形成寒潮。影响我国的寒潮主要来自于西伯里亚，从西北来的寒潮途径西伯里亚的时候，冷空气得到加强，就形成冬季我国的大风和雨雪天气。
雾的形成
在一些深秋的早晨，我们会在起床后发现外面白蒙蒙的一片，几步之外就看不清东西，我们就会说，下雾了。
其实，雾是由数不清的小水滴形成的，就像云一样。雾的形成需要3个条件：空气中大量的尘埃等凝结核，充足的水汽，空气变冷。秋冬季节，在比较湿润的地区，由于昼夜温差比较大，白天受太阳照射，水气大量蒸发，到了晚上，气温下降，空气变冷，水分子就不断凝结在空气中悬浮的一些小颗粒上，变成了无数的小水珠，就形成了雾。而海面上的雾多半是由于暖湿空气吹过冰冷的海面形成的。这种浓度高、范围大、持续时间长的大雾现象，多生成于寒冷区域。
我国春夏季节，东海、黄海区域的海雾多属于这一种。雾对交通的影响很大，飞机遇上大雾就难以起飞或降落，而且长期的阴冷多雾气候也会影响农作物的生长发育。
霜的形成
打开日历，每年的10月下旬，总是有“霜降”这个节气。我们看见过降雨、降雪，那么，“霜降”是怎么回事呢？在冬天比较寒冷的日子里，有时候微风不动，星月皎洁，清晨起来，推开窗子向外看，屋面上、草地里却是雪白一片，如果你能仔细观察，可以在砖头下面也发现雪白的霜。
地球上白天由于受到太阳光的照射，气温比较高，大地表面的水分在不断蒸发，这样就使得接近地面的空气中，总是有一定的水汽。深秋、冬季和初春的夜晚，天气非常寒冷，特别是没有云和风的夜晚，寒冷的空气积贮在地面附近，当它和冷到0℃以下一定程度的物体接触时，其中一部分水汽就会附在物体上凝结成冰晶，这就是霜。由于霜是地面附近的水汽凝结而成的，不是天上掉下来的，所以它就不管是什么地方，只要凝结条件具备了，就会凝结起来。所以有时我们自砖头底下也能找到它的踪迹。
既然霜不是从天而降的，那么“霜降”的名字也该改改了。但是这个节气的名称若干年流传下来的，已经习惯了，只要我们懂得了其中的道理，也就不用改变了。
彩虹的形成
在炎热的夏日，有时候，雨后天晴我们能看见一条七色的彩虹高挂空中，十分美丽。
彩虹究竟是怎么形成的呢？大家知道，太阳光是白色的，但通过光的折射作用，太阳光被分解为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色。当阵雨过后，空中还漂浮着许多的小水珠，太阳光通过每一颗小水珠时，都会在小水珠内发生折射、反射和色散作用，由于太阳光所含的各色光的折射率不同，所以不同的光就被分散了，被分散的不同光在经过折射和反射，就形成了我们看到的彩虹。
由此可以看出出现彩虹的条件，一是天空要有较多的小水珠，二是要有强烈的太阳光。所以在天气干燥的冬天很难出现彩虹。
云彩的成因
“蓝蓝的天上白云飘，白云下面马儿跑……”歌声中我们经常听到对蓝天、白云的赞美，那么云彩是怎么形成的呢？
形成云彩的主要原因是由于潮湿空气上升造成的。暖湿气流在上升的过程中，因为外界气压随高度降低，而它的体积逐渐膨胀，膨胀必然要消耗能量，消耗能量导致的结果就是降温。
上升空气的气温降低了，它里面所含水汽的压力就会减少，就会有一部分水汽以空气中的尘埃为核形成小水滴，这些小水滴体积非常小，但浓度很大，因为它下降的速度很小，所以被上升的气流托着，形成浮云。
我们已经知道，云彩是由于潮湿空气上升造成的，那么怎样才会发生潮湿空气的上升运动呢？
首先是热力作用，夏天，太阳光辐射强烈，近地面的空气被急剧加热，热而轻的空气很容易发生上升运动。
其次是冷暖空气交锋，暖空气在冷空气上面上升也会形成云层。
最后是因为地形的作用，平流的湿空气遇到山脉、丘陵的阻挡，就会被迫上升而形成云。
黄梅天
我国江南地区，每到六七月间，也就是梅子成熟的季节，会出现阴雨连绵，通常要好多天才会停止下雨，这时候的雨称为“梅雨”；这时期的温度高，湿度大，物器容易霉烂，又称“霉雨”。
梅雨是怎样形成的呢？
每年从春季开始，暖湿空气势力增强，从海上进入大陆以后，与北方南下的冷空气相遇，由于从海洋上来的暖湿空气含水汽很大，冷暖交锋，形成长长的雨带。