El cambio entre el día y la noche se debe a la rotación de la Tierra sobre su eje. Si la Tierra no girara como lo hace, el ciclo día / noche sería muy diferente o posiblemente incluso inexistente. La duración cambiante de los días y las noches depende de dónde se encuentre en la Tierra y de la época del año. Además, las horas de luz se ven afectadas por la inclinación del eje de la Tierra y su trayectoria alrededor del sol.
Duración de una rotación
Un día solar, 24 horas, es el tiempo que tarda la Tierra en girar exactamente una vez para que el sol aparezca en el mismo lugar del cielo al día siguiente. Sin embargo, la Tierra también se mueve alrededor del sol, y este movimiento hace que medir el día sea algo complicado. El tiempo real de una rotación de la Tierra es un poco más corto, alrededor de 23 horas y 56 minutos. Los astrónomos descubrieron esto al observar el tiempo que tardó en aparecer una estrella en el mismo lugar en el cielo al día siguiente, y lo llamaron un día sidéreo.
Días más largos y más cortos
Aunque un día solar es de 24 horas, no todos los días tienen 12 horas de luz diurna y 12 horas de noche. El día es más corto en invierno que en verano. Esto se debe a que el eje imaginario de la Tierra no está recto hacia arriba y hacia abajo, está inclinado 23,5 grados. A medida que la Tierra se mueve alrededor del sol durante un año, la mitad norte de la Tierra se inclina hacia el sol en el verano, lo que hace que el día sea más largo que la noche. En invierno, esto se invierte; la tierra se inclina en dirección contraria al sol y la noche se alarga. En primavera y otoño, la inclinación no es ni hacia el sol ni hacia afuera, sino en algún punto intermedio, por lo que el día y la noche son más iguales en estas épocas del año.
Los solsticios
Los solsticios son las posiciones de la órbita de la Tierra que marcan los días más largos y más cortos del año. El solsticio de invierno en el hemisferio norte es el día más corto, después del cual las horas de luz aumentan. El solsticio de verano en el hemisferio norte cae en el día más largo, después del cual las horas de luz se acortan. Los solsticios también se pueden nombrar por el mes en que ocurren. Por ejemplo, el solsticio de junio es el punto en la órbita de la Tierra donde el Polo Norte se enfrenta al sol. En el hemisferio norte, el solsticio de junio es el día más largo del año. En el hemisferio sur, el solsticio de junio es el día más corto del año.
Posición en la Tierra
Su lugar en la Tierra en relación con el ecuador también afecta la cantidad de horas de luz que recibe en un día solar. Por ejemplo, durante el verano en el hemisferio norte, las horas de luz aumentan cuanto más al norte se va; en este momento, el Ártico tiene muy poca oscuridad nocturna. En el invierno, el día es más corto cuanto más al norte se va. Los cambios estacionales en las horas de luz son pequeños cerca del ecuador y más extremos cerca de los polos.