Pārmaiņas starp dienu un nakti izraisa Zemes rotācija uz tās ass. Ja Zeme negrieztos tā, kā tas notiek, dienas / nakts cikls būtu ļoti atšķirīgs vai, iespējams, pat neeksistētu. Dienu un nakšu mainīgais garums ir atkarīgs no tā, kur atrodaties uz Zemes, un gada laika. Arī dienasgaismas stundas ietekmē Zemes ass slīpums un tā ceļš ap sauli.
Rotācijas garums
Saules diena, 24 stundas, ir laiks, kas nepieciešams, lai Zeme pagrieztu tieši vienu reizi, lai nākamajā dienā saule parādītos tajā pašā vietā debesīs. Tomēr Zeme arī pārvietojas ap sauli, un šī kustība padara dienas mērīšanu nedaudz sarežģītu. Faktiskais vienas Zemes rotācijas laiks ir nedaudz īsāks - apmēram 23 stundas un 56 minūtes. Astronomi to atklāja, novērojot laiku, kas vajadzīgs, lai nākamajā dienā zvaigzne parādītos tajā pašā vietā debesīs, un viņi to nosauca par siderālo dienu.
Garākas un īsākas dienas
Lai gan saules diena ir 24 stundas, ne katru dienu ir 12 stundas dienasgaismas un 12 stundas nakts. Dienas laiks ziemā ir īsāks nekā vasarā. Tas ir tāpēc, ka Zemes iedomātā ass nav taisna uz augšu un uz leju, tā ir noliekta par 23,5 grādiem. Kad Zeme gada laikā pārvietojas ap sauli, Zemes ziemeļu puse vasarā tiek sasvērta pret sauli, padarot dienu ilgāku par nakti. Ziemā tas mainās; zeme noliekas prom no saules un nakts kļūst garāka. Pavasarī un rudenī slīpums nav ne pret sauli, ne prom no saules, bet kaut kur starp tām, tāpēc diena un nakts šajos gada laikos ir vienādas.
Saulgrieži
Saulgrieži ir Zemes orbītas pozīcijas, kas iezīmē gada garākās un īsākās dienas. Ziemas saulgrieži ziemeļu puslodē ir īsākā diena, pēc kuras dienasgaismas stundas kļūst ilgākas. Vasaras saulgrieži ziemeļu puslodē iestājas garākajā dienā, pēc kuras dienasgaismas laiks kļūst īsāks. Saulgriežus var nosaukt arī mēnesim, kurā tie notiek. Piemēram, jūnija saulgrieži ir punkts Zemes orbītā, kur ziemeļpols ir vērsts pret sauli. Ziemeļu puslodē jūnija saulgrieži ir gada garākā diena. Dienvidu puslodē jūnija saulgrieži ir gada īsākā diena.
Pozīcija uz Zemes
Jūsu vieta uz Zemes attiecībā pret ekvatoru ietekmē arī dienasgaismas stundu skaitu, ko saņemat saules dienā. Piemēram, vasaras laikā ziemeļu puslodē dienasgaismas laiks palielinās uz ziemeļiem, pa kuru ejat; šajā laikā Arktikā nakts tumsa kļūst ļoti maza. Ziemā diena ir īsāka, jo tālāk uz ziemeļiem dodaties. Sezonas izmaiņas dienasgaismas stundās ir nelielas pie ekvatora un ārkārtīgi tuvu stabiem.