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就北回归线以北地区，一年中正午影子最短和最长时，太阳分别直射北回归线和南回归线。具体解释如下：

影子最短

日期：每年6月22日左右，即夏至日。

太阳直射点：北回归线（约北纬23.5°）。

原因：此时，北半球太阳高度角最大，导致影子最短。北回归线及其以北地区正午太阳高度达到一年中最大值。

现象：北半球白昼时间最长，黑夜时间最短。

影子最长

日期：每年12月22日左右，即冬至日。

太阳直射点：南回归线（约南纬23.5°）。

原因：此时，北半球太阳高度角最小，使得影子最长。

现象：北半球白昼时间最短，黑夜时间最长。

综上，影子最短时，太阳直射北回归线；影子最长时，太阳直射南回归线。