Mjesečeve mijene i kako se mijenjaju godišnja doba

Mjesečeve faze i napredovanje Zemljine sezone nisu posebno povezani, ali ovise o sličnim procesima: jedno astronomsko tijelo okreće se oko drugog. Oba fenomena, zajedno s dnevnim i noćnim ciklusom, definiraju najprisutniji zemaljski raspored.

Sunce je žarište našeg Sunčevog sustava, zadržavajući u sebi gravitacijsko povlačenje zbirka satelita koja uključuje devet planeta. Zemlji, trećem planetu po udaljenosti od sunca, potrebno je nešto više od 365 dana da završi svoju orbitu oko zvijezde. Uhvaćen pod utjecajem vlastite gravitacije Zemlje je njezin mjesec, kojem je potrebno 28 zemaljskih dana da se okrene oko našeg planeta, a osvijetljen je različitim stupnjevima reflektirane sunčeve svjetlosti.

Tijekom svog 28-dnevnog orbitalnog ciklusa, Mjesec se jednom okreće oko svoje osi i tako predstavlja isto lice Zemlji; "tamna strana" uvijek pokazuje dalje od planeta. No, mjesečev se izgled mijenja tijekom te orbite u nizu mjesečevih faza, određenih mjesečevim položajem u odnosu na Zemlju i Sunce. Kada se Zemlja nalazi između mjeseca i sunca, postoji "pun mjesec." Mjesec odražava svoju maksimalnu količinu sunčeve svjetlosti u ovom trenutku. Kada je suprotna konfiguracija - mjesec je između Zemlje i Sunca - mjesec je bačen u sjenu, manifestirajući se kao "novi mjesec".

Između te dvije krajnosti, mjesec se pojavljuje kao dio djelova potpuno osvijetljenog kruga. Iz pune sjene izlazi kao voštani (rastući) polumjesec dok ne dosegne napola osvijetljeno, polumračno lice zvano prva četvrt. Tada se rastući osvijetljeni dio, nazvan rastući gibavi mjesec, povećava dok se ne napuni. Nakon toga, ciklus se ponavlja obrnuto, zasjenjeni dio dobiva na terenu tijekom faze opadanja, treće četvrtine i opadanja polumjeseca.

Zemlja se okreće oko Sunca na onome što je poznato kao ravnina ekliptike ili njezina orbitalna ravnina. Presudno za razvoj godišnjih doba, planet nije okomit na ovu ravninu; da jest, kut dolaznih sunčevih zraka na površinu Zemlje ne bi se mijenjao tijekom cijele godine. Ali Zemlja je nagnuta za oko 23,5 stupnjeva od okomice i uvijek u istoj orijentaciji (poravnato sa Sjevernjačom, Polarisom). Dakle, jedna ili druga Zemljina hemisfera naginje se suncu i dobiva više sunčevog zračenja od druge.

Dva puta godišnje, u ekvinocijama, sunčeve zrake udaraju okomito na Zemljin ekvator i svi dijelovi planeta imaju 12 sati i danju i noću. Tijekom ljeta na sjevernoj hemisferi taj je dio zemaljske kugle nagnut prema suncu i prima više sunčevo zračenje, dok južna hemisfera sa sunčevom svjetlošću nižeg kuta i smanjenog opsega jest hladnije. Sunce se promatraču sjeverne hemisfere čini višim na nebu nego tijekom ostalih doba godine. Suprotno, naravno, vrijedi tijekom zime na sjevernoj hemisferi. To objašnjava tradicionalni četverosezonski model viših geografskih širina: postoje ljeto i zima ekstremnih temperatura, te proljetni i jesenski prijelaz s umjerenijim temperaturama.

Ne doživljavaju svi dijelovi svijeta četiri očita godišnja doba. Oborine mogu biti najznačajnija varijanta unutar godine dana na određenim mjestima. Na primjer, mnoga tropska i suptropska mjesta osciliraju između "vlažne" i "suhe" sezone s prilično ekstremnim razlikama u kišama.