Ziemeļu puslode iedzīvotāji vai lielākā daļa Zemes iedzīvotāju droši vien visi ir pamanījuši garākas dienas un īsākas naktis vasarā un ziemā gluži pretēji. Šī parādība rodas tāpēc, ka Zemes ass nav taisna uz augšu un uz leju 90 grādu leņķī, bet tā vietā tā ir nedaudz noliekta.
Tāpēc, planētai riņķojot ap sauli ik pēc 365 dienām, dažreiz ziemeļu puslode ir tuvāk saulei (vasara), bet dažreiz tā atrodas tālāk (ziema).
Vasara: garākas dienas un īsākas naktis
Lai izskaidrotu, kāpēc dienas vasarā ir garākas un ziemā īsākas, vispirms apsveriet divus veidus, kā Zeme visu laiku griežas.
Katru reizi tas griežas ap savu asi vai iedomāto līniju, kas iet caur ziemeļu un dienvidu polu 24 stundas tā, ka planētas daļa vienmēr ir vērsta pret sauli (piedzīvo dienu), bet pretējā planētas puse nav (piedzīvo nakti). Tikmēr Zeme arī riņķo ap sauli, veicot apli ik pēc 365 dienām.
Ja Zemes ass būtu taisni uz augšu un uz leju 90 grādu leņķī, laika pavadīšanas ilgums pret sauli vienmēr būtu vienāds ar laika attālumu, kas vērsts pretī. Bet tā nav.
Tā vietā Zeme ir noliekta nedaudz pie 23,5 grādi precīzāk sakot. Turklāt šī slīpums vienmēr ir vērsts vienā un tajā pašā kosmosa virzienā uz Polaris (Ziemeļu zvaigzne) pusi, pat ja planēta pārvietojas ap riņķi ap sauli. Tas nozīmē, ka visā gada orbītā dažreiz ziemeļu puslode ir tuvāk saulei (vasara), bet dažreiz tā atrodas tālāk (ziema).
Atkarībā no tā, kur atrodaties uz planētas, dienas garuma atšķirība no sezonas uz sezonu var būt lielāka vai mazāka.
Platuma mērīšana
Platums ir mērījums, kas atrod punktu uz planētas attiecībā pret tā attālumu no ekvatora. Augstāki platuma grādi ir tuvāk stabiem, savukārt 0 grādi platumā ir ekvators pati.
Tā kā Zeme ir sfēra, augstākie platumi pie stabiem jau izliekas prom no Saules un tāpēc ik pēc 24 stundām saņem mazāk saules gaismas. Tāpēc stabi paliek vēsāki nekā pārējā planēta.
Tādēļ ar papildu 23,5 grādu slīpumu prom no saule, stabs saņem vēl mazāk gaismas, un dienu tas saīsīs īsā logā tikai tad, kad tā zemākā daļa būs saskaņā ar Saules stariem. Faktiski ziemas vidū saule nekad pilnībā nepaaugstinās virs horizonta, un tā būtībā ir 24 stundas naktī; vasarā ir otrādi.
Ekvinokcijas un saulgrieži
Zemes slīpuma un tās rotācijas ap Sauli kombinācija nozīmē, ka vienā dienā gadā ziemeļi Pols beidzas pēc iespējas noliekties uz Saules pusi, bet dienvidpols - tik tālu iespējams. Tā rezultātā rodas gada garākā diena, kas pazīstams arī kā vasaras saulgrieži, visām vietām ziemeļu puslodē un īsākā diena dienvidu puslodē, saukta par ziemas saulgriežiem.
Pusceļā starp saulgriežiem ir ekvinokcijas. Tas iezīmē punktu Zemes orbītā, kur planētas slīpums maina orientāciju vai nu pret Sauli, vai prom no tās. Vienā puslodes pavasara ekvinokcijā slīpums mainās no attāluma uz Saules pusi, pagarinot nākamās dienas līdz rudens ekvinokcijai, kad notiek pretējais.
Saulgriežiem un ekvinokcijām ir mainīgi datumi, jo Zemes orbītā (gads ir nedaudz vairāk par 365 dienām) un kalendārajās sistēmās ir nelielas grāmatvedības atšķirības.
Tomēr pirmā diena a gada sezonā kā parasti noteikts kalendārā, tuvojas tiem pašiem datumiem kā šie astronomiskie notikumi. Ziemeļu puslodē ziemas saulgrieži notiek ap 22. decembri; vasaras saulgrieži, 22. jūnijs; pavasara ekvinokcija, 21. marts; un rudens ekvinokcija, 23. septembris.