Die Erdachse ist um etwa 23,5 Grad geneigt. Mit anderen Worten, die tägliche Rotation der Erde ist gegenüber ihrem jährlichen Umlauf um die Sonne um 23,5 Grad verschoben. Diese axiale Neigung ist der Grund, warum die Erde das ganze Jahr über verschiedene Jahreszeiten erlebt und auch warum Sommer und Winter treten auf beiden Seiten des Äquators gegenüberliegend auf – und mit größerer Intensität weiter weg vom Äquator.
Sonnenlichtwinkel
Die Sonne brennt das ganze Jahr über mit der gleichen Intensität. Die elliptische Umlaufbahn der Erde bringt sie zu verschiedenen Jahreszeiten näher oder weiter, aber diese Entfernungsänderung hat einen vernachlässigbaren Einfluss auf das Wetter. Der entscheidende Faktor ist der Einfallswinkel des Sonnenlichts. Stellen Sie sich zum Beispiel vor, Sie haben eine Taschenlampe und ein Blatt Papier. Halten Sie das Papier senkrecht zum Lichtstrahl der Taschenlampe und richten Sie das Licht auf das Papier. Das Licht trifft im 90-Grad-Winkel auf das Papier. Kippen Sie nun das Papier. Das gleiche Licht wird über eine größere Fläche verteilt und ist daher viel weniger intensiv. Das gleiche Phänomen tritt bei der Erde und der Sonne auf.
Äquator gegen die Polen
Der Äquator ist der heißeste Teil des Planeten, weil seine Oberfläche senkrecht zu den Sonnenstrahlen steht. In höheren Breiten wird jedoch aufgrund der Kugelform der Erde die gleiche Menge an Sonnenstrahlung über eine größere Fläche verteilt. Dies würde auch ohne Neigung dazu führen, dass der Äquator warm und die Pole kalt sind.
Axiale Neigung
Da die Erde geneigt ist, erhalten verschiedene Breiten das ganze Jahr über unterschiedliche Sonnenwinkel. Im Sommer ist die Erde auf der Nordhalbkugel so geneigt, dass die Nordhalbkugel direkter zur Sonne ausgerichtet ist. Es erhält mehr direkte Sonneneinstrahlung und ist wärmer. Gleichzeitig ist die Südhalbkugel von der Sonne abgewinkelt, so dass sie weniger direktes Sonnenlicht erhält und den Winter erlebt. Die axiale Neigung ändert sich im Laufe des Jahres nicht, aber wenn die Erde auf die andere Seite der Sonne wandert, wird die gegenüberliegende Hemisphäre zur Sonne geneigt und die Jahreszeiten ändern sich.
Länge der Tage
Zur Herbst- und Frühjahrs-Tagundnachtgleiche, Mitte September und Mitte März, zeigt die Achse weder nach noch weg von der Sonne, und die Nord- und Südhalbkugel erhalten die gleiche Menge an Sonnenlicht. Tag und Nacht sind zu diesen Zeiten gleich lang. Nach der Tagundnachtgleiche werden die Tage auf der einen Hemisphäre kürzer und auf der anderen länger. Zur Sommer- und Wintersonnenwende am 21. bzw. 22. Juni und Dezember sind die Tage am längsten bzw. am kürzesten. Die Sommersonnenwende auf der Nordhalbkugel, der 21. oder 22. Juni, ist auch die Wintersonnenwende auf der Südhalbkugel und umgekehrt.