Severná hemisféra obyvatelia alebo väčšina obyvateľov Zeme si pravdepodobne všetci všimli dlhšie dni a kratšie noci v lete a naopak v zime. Tento jav nastáva preto, lebo zemská os nie je v 90-stupňovom uhle priamo hore a dole, ale je naopak trochu naklonená.
Preto, keď planéta obieha okolo Slnka každých 365 dní, niekedy je severná pologuľa bližšie k slnku (v lete), zatiaľ čo inokedy ďalej (v zime).
Leto: Dlhšie dni a kratšie noci
Ak chcete vysvetliť, prečo sú dni v lete dlhšie a v zime kratšie, najskôr zvážte dva spôsoby, ako sa Zem neustále točí.
Točí sa okolo svojej osi alebo imaginárnej čiary prechádzajúcej severným a južným pólom 24 hodín takže časť planéty je vždy obrátená k slnku (zažíva deň), zatiaľ čo opačná strana planéty nie je (zažíva noc). Medzitým Zem tiež obieha okolo Slnka a svoj kruh dokončuje každých 365 dní.
Ak by zemská os bola priamo hore a dole pod 90 stupňami, čas strávený otočením k slnku by sa vždy rovnal dĺžke času otočeného preč. Ale nie je.
Namiesto toho Zem je naklonená
mierne o 23,5 stupňa byť presný. Okrem toho je tento náklon vo vesmíre vždy nasmerovaný rovnakým smerom k Polaris (Severná hviezda), aj keď sa planéta pohybuje v kruhu okolo Slnka. To znamená, že na svojej ročnej obežnej dráhe je niekedy severná pologuľa bližšie k slnku (leto), niekedy zasa ďalej (zima).V závislosti na tom, kde sa na planéte nachádzate, môže byť rozdiel v dĺžke dňa od sezóny k sezóne väčší alebo menší.
Meranie zemepisnej šírky
Zemepisná šírka je meranie, ktoré lokalizuje bod na planéte vo vzťahu k jeho vzdialenosti od rovníka. Vyššie zemepisné šírky sú bližšie k pólom, zatiaľ čo 0 stupňov zemepisnej šírky je rovník sám.
Pretože Zem je guľa, vyššie zemepisné šírky v blízkosti pólov sa už zakrivujú od Slnka a preto dostávajú menej slnečného žiarenia každých 24 hodín. To je dôvod, prečo póly zostávajú chladnejšie než zvyšok planéty.
Preto s ďalším 23,5 stupňom odkloneným od slnko, pól prijíma ešte menej svetla a deň zažije iba v krátkom okne, keď je jeho najnižšia časť v jednej línii so slnečnými lúčmi. V skutočnosti uprostred zimy slnko nikdy úplne nevychádza nad horizont a je to v podstate 24 hodín v noci; v lete je to naopak.
Rovnodennosti a slnovraty
Kombinácia naklonenia Zeme a jej rotácie okolo Slnka znamená, že v jeden deň v roku bude severný Pól končí naklonený čo najďalej k Slnku, zatiaľ čo južný pól je naklonený čo najďalej možné. To má za následok najdlhší deň v roku, známy tiež ako letný slnovrat, pre všetky polohy na severnej pologuli a najkratší deň na južnej pologuli, ktorý sa nazýva zimný slnovrat.
Na polceste medzi slnovratmi sú rovnodennosti. Toto označuje bod na obežnej dráhe Zeme, kde sklon planéty mení svoju orientáciu buď smerom k alebo od Slnka. V jarnej rovnodennosti jednej pologule sa sklon mení smerom od Slnka smerom k Slnku a predlžuje nasledujúce dni až do jesennej rovnodennosti, keď nastane opak.
Slnovraty a rovnodennosti majú rôzne dátumy kvôli malým účtovným rozdielom na obežnej dráhe Zeme (rok je o niečo viac ako 365 dní) a kalendárnych systémoch.
Prvý deň a sezóna ako je zvyčajne definované v kalendári, sa blíži k rovnakým dátumom ako tieto astronomické udalosti. Na severnej pologuli sa zimný slnovrat vyskytuje okolo 22. decembra; letný slnovrat, 22. júna; jarná rovnodennosť 21. marca; a padnú rovnodennosti 23. septembra.