Северна хемисфера становници, или већина Земљине популације, вероватно су сви приметили дуже дане и краће ноћи лети, а зими супротно. До ове појаве долази зато што Земљина ос није равна горе-доле под углом од 90 степени, већ је мало нагнута.
Стога, како планета кружи око сунца сваких 365 дана, понекад је северна хемисфера ближа сунцу (лето), док је понекад удаљенија (зима).
Лето: Дужи дани и краће ноћи
Да бисте објаснили зашто су дани лети дужи, а зими краћи, прво размотрите два начина на која се Земља непрекидно окреће.
Врти се око своје осе, или замишљене линије која пролази Северним и Јужним половом, сваког 24 сати тако да је део планете увек окренут сунцу (доживљава дан), док супротна страна планете није (доживљава ноћ). У међувремену, Земља такође кружи око Сунца, довршавајући свој круг сваких 365 дана.
Да је Земљина оса била равна горе-доле на 90 степени, време проведено према сунцу увек би било једнако дужини времена окренутог према сунцу. Али није.
Уместо тога, Земља је нагнута мало на
23,5 степени да будемо прецизни. Поред тога, овај нагиб је увек усмерен у истом смеру у свемиру, према Поларису (Северњачи), чак и док планета путује у кругу око Сунца. То значи да је током своје годишње орбите северна хемисфера понекад ближа сунцу (лето), док је понекад удаљенија (зима).Зависно од тога где се налазите на планети, разлика у дужини дана од сезоне до сезоне може бити већа или мања.
Мерење ширине
Ширина је мерење које лоцира тачку на планети у односу на њену удаљеност од екватора. Више географске ширине су ближе половима, док је 0 степени географске ширине екватор себе.
Будући да је Земља сфера, више географске ширине у близини полова већ се завијају од Сунца и стога добијају мање сунчеве светлости свака 24 сата. Због тога стубови остају хладнији него остатак планете.
Стога, са додатних 23,5 степени нагиба од сунце, стуб прима још мање светлости, а дан ће доживети само у кратком прозору када је његов најнижи део у складу са сунчевим зрацима. У ствари, усред зиме, сунце се никада не излази у потпуности изнад хоризонта, а у основи су 24 сата ноћи; лети је обрнуто.
Равнодневнице и солстицији
Комбинација нагиба Земље и њене ротације око Сунца значе да ће једног дана у години Север Завршава се нагиб што је више могуће према Сунцу, док је Јужни пол нагнут што даље могуће. Ово резултира најдужи дан у години, познат и као летњи солстициј, за све локације на северној хемисфери и најкраћи дан на јужној хемисфери, назван зимски солстициј.
На пола пута између солстиција налазе се равнодневице. Ово означава тачку у Земљиној орбити где нагиб планете мења своју оријентацију према Сунцу или од њега. У пролећној равнодневници једне хемисфере, нагиб се мења од далека према Сунцу, продужавајући наредне дане до јесење равнодневнице, када се дешава супротно.
Солстицији и равнодневнице имају променљиве датуме због малих рачуноводствених разлика у Земљиној орбити (година је нешто више од 365 дана) и календарском систему.
Међутим, првог дана а сезона како се обично дефинише у календару, пада близу истих датума као и ови астрономски догађаји. На северној хемисфери зимски солстициј наступа око 22. децембра; летњи солстициј, 22. јуна; пролећна равнодневица, 21. марта; и јесења равнодневица, 23. септембра.