秋分，太阳直射点落在赤道上。直射纬度记作0°。太阳直射点，就是地表上太阳光以90°角射入的那一点。这个点永远只在南北回归线之间游走。北回归线北纬23°26′，南回归线南纬23°26′，那是直射点能到达的边界。春分，直射点从南半球越过赤道向北。秋分，它从北半球再次踩上赤道。一年中，赤道被太阳直击两次——春分与秋分。直射点上太阳正在天顶正中，光线穿过大气路径最短。秋分日太阳直射纬度是赤道，即0°纬度线。赤道周长约四万公里，一天之内随着地球自转，直射点沿着赤道从东向西绕行一整圈。赤道沿线，每一个经度都会在正午前后轮到一次太阳垂照。

赤道上立一根杆子，正午时分影子缩成脚下一点，这就是无影现象。说白了，太阳就在头顶。这一天，整个地球都被晨昏线一分为二，昼半球夜半球刚好对半。晨昏圈不偏不倚地通过南北两极，所有纬线都被切成均等的两段。北半球、南半球，不论哪里，白天与黑夜各自占据十二小时。极点地区没有极昼极夜，太阳沿着地平线绕圈。秋分时太阳照射的范围与平时相同，是半个地球，直射点钉在赤道上。赤道上的观测者会在正午体验太阳过天顶。纬度越高的地方，正午太阳高度越低。北极点看，秋分日太阳刚好贴在地平线上高度角零度。太阳辐射分配南北均匀，气温分布进入短暂的平衡态。

把地球看作正球体，阳光平行射来。秋分日，阳光方向与地轴垂直。地理纬度等于太阳赤纬这个球面关系直接给出直射纬度。秋分，太阳赤纬精确为0°00′，直射纬度随之锁定在0°。任何时刻，直射点的经度就是地方时正午十二时的经线。秋分瞬间，格林尼治时间或任意时区的正午，太阳直射点便交会在赤道与那条对应经线的交点上。直射点所在经线不同，但纬度始终钉在零度线。卫星云图上太阳直射区红外亮温最高点就在赤道附近。赤道洋面接收的短波辐射达到当年中的又一峰值。

秋分这一天的直射点位置，根源在地轴的倾斜。黄道面与天赤道有23°26′的交角，地球绕日公转时，地轴指向近乎不变。太阳在黄道上移动，赤纬不断变化。春分与秋分，太阳穿过天赤道，赤纬归零。天球坐标里，秋分点对应黄经180°，太阳赤纬0°00′。太阳赤纬为0°，直射点地理纬度也就是0°。太阳直射纬度与太阳赤纬永远相等。秋分时刻，太阳中心刚好位于天赤道上地球上的直射点自然就在赤道。地轴倾斜不偏北也不偏南，阳光正面打向赤道，这一状态每年固定出现在秋分与春分。天文学手册里，秋分点就是天赤道与黄道降交点。

时间上秋分没有固定在某一天，通常落在九月二十二日至二十四日之间。具体年份不同，地球公转周期与闰年安排让它前后飘移一两天。秋分瞬间，全球统一的那一刻，太阳直射点与某条经线的交点落实在赤道上东经、西经坐标年年变化。这一刻过后，直射点没有丝毫停留，开始往南偏移。太阳直射纬度由0°变成南纬几分，每天南移将近零点四度。直射点重新启程，朝着南回归线奔去。未来三个月，它会越过赤道无风带，走过南太平洋、南美、南印度洋，最终抵达南纬23°26′。移动速率秋分前后最快，至回归线附近减慢。

赤道附近的人，一年有两次机遇亲历无影。春分一次，秋分一次。太阳直射点经过头顶的感觉，其实是地球自转把观察者带进直射经度。站在赤道，秋分正午太阳刚好在头顶，周围物体投影直接缩到脚下，竖直的杆子像消失了相同。气象记录称之“立竿无影”。赤道上正午太阳高度90°，太阳直射点就在脚下。南北回归线之间的区域，每年都有两次直射机遇，回归线自身各一次，回归线之外则永远没有直射。南纬一度的人，秋分前几天或后几天，也会等到太阳正照。

太阳照射的纬度一变，季节便跟着翻转。秋分是北半球秋季的中分点，南半球的春分。太阳直射点离开赤道向南走，北半球得到的太阳辐射逐日减少，天气转凉。南半球日照时间开始长于黑夜，气温回升。直射点移动的直接后果，就是正午太阳高度与昼夜长短的改变。北纬四十度的地方，秋分正午太阳高度五十度，此后每天减小。南纬同样纬度，高度则反过来增加。秋分日太阳照射的能量分配，成就了全球热量收支的一个平衡节点。海面感热通量、大陆地表温度都在这一天前后出现明显的南北对称格局。

在海上航行的船只经过赤道，常选在秋分日感受无影奇景。水手会观察到，正午时分甲板上的桅杆影子完全消失，罗盘影也缩成黑点。这一刻，太阳精确地挂在船的正上方。就算没有仪器，靠肉眼也能感知直射。直射点其实在整个秋分日沿着赤道自东向西环绕地球一圈，速度与晨昏线同步。赤道上每一个经度都会在正午前后迎来太阳直射。秋分日，地球仿佛被阳光对半切开，干净利落。航海日志常记录这一刻的太阳高度角九十度，顺便标记赤道通过。

秋分过后，太阳直射纬度将继续驶向南纬23°26′，三个月后抵达南回归线，那就是冬至。直射点从赤道起步，一路南行。赤道上的下一次垂直日照，要等到明年春分。年复一年，周而复始。太阳直射纬度就这样在南北回归线之间来回摆动，秋分与春分是它踏过赤道的两个时间锚点。