Η αιτία της υπάρξεως των εποχών του έτους είναι ότι ο άξονας περιστροφής της Γης γύρω από τον εαυτό της δεν είναι κάθετος στο επίπεδο της περιφοράς της γύρω από τον Ήλιο, αλλά (στα χρόνια μας) σχηματίζει μία γωνία περίπου 23° 26΄ (αποκαλούμενη λόξωση της εκλειπτικής), ενώ ταυτόχρονα ο άξονας κρατά την ίδια διεύθυνση στον χώρο. Ως αποτέλεσμα, τη μισή χρονιά (από τις 20 Μαρτίου ή 21 Μαρτίου ως τις 22 Σεπτεμβρίου ή 23 Σεπτεμβρίου) το βόρειο ημισφαίριο «γέρνει» προς τον Ήλιο, με το μέγιστο περί τις 21 Ιουνίου, ενώ την άλλη μισή χρονιά το νότιο ημισφαίριο είναι αυτό που «βλέπει» περισσότερο ήλιο, με το μέγιστο περί τις 21 Δεκεμβρίου. Οι δύο στιγμές των μεγίστων αυτών είναι τα ηλιοστάσια.
Κατά το βόρειο ηλιοστάσιο ο Ήλιος εμφανίζεται να περνά ακριβώς από το ζενίθ το μεσημέρι σε τόπους που βρίσκονται σε γεωγραφικό πλάτος 23° 26΄ Βόρειο (ισοδύναμα: πάνω στον Τροπικό του Καρκίνου). Ακριβώς το ίδιο συμβαίνει κατά το νότιο ηλιοστάσιο σε τόπους που βρίσκονται σε γεωγραφικό πλάτος 23° 26΄ Νότιο (ισοδύναμα: πάνω στον Τροπικό του Αιγόκερω). Οι τόποι της Γης ανάμεσα σε αυτά τα δύο πλάτη βρίσκονται στην Τροπική ζώνη και μπορούν να δουν τον Ήλιο να περνά από το ζενίθ δύο ημέρες κάθε χρόνο.
Εξάλλου, κατά το βόρειο ηλιοστάσιο σε τόπους που βρίσκονται σε γεωγραφικό πλάτος 66°34΄ Βόρειο (ισοδύναμα: πάνω στον Αρκτικό Κύκλο) ο Ήλιος εμφανίζεται να τέμνει ακριβώς τον βόρειο ορίζοντα τα μεσάνυχτα, και όλοι οι τόποι βόρεια από αυτό το κύκλο βλέπουν τον Ήλιο πάνω από τον ορίζοντα όλο το εικοσιτετράωρο. Αυτό είναι το φαινόμενο που είναι γνωστό ως ο ήλιος του μεσονυκτίου. Από την άλλη, τόποι που βρίσκονται σε γεωγραφικό πλάτος 66° 34΄ Νότιο (ισοδύναμα: πάνω στον Ανταρκτικό Κύκλο) βλέπουν τον Ήλιο να τέμνει ακριβώς τον βόρειο ορίζοντα το μεσημέρι, και όλοι οι τόποι νότια από αυτό τον κύκλο δεν βλέπουν καθόλου τον Ήλιο όλο το 24ωρο. Αυτή είναι η λεγόμενη «πολική νύχτα». Κατά το νότιο ηλιοστάσιο τα φαινόμενα στα δύο ημισφαίρια αντιστρέφονται.
Στην εύκρατη ζώνη, το καλοκαίρι ο Ήλιος παραμένει για περισσότερες ώρες και ψηλότερα πάνω από τον ορίζοντα, ενώ τον χειμώνα λιγότερες ώρες και χαμηλότερα στο ουρανό. Αυτή είναι η αιτία της καλοκαιρινής ζέστης και του χειμωνιάτικου κρύου.
Η κατεύθυνση του άξονα της Γης, η λόξωση της εκλειπτικής, όπως και η εκκεντρότητα της τροχιάς της Γης περί τον Ήλιο μεταβάλλονται και αυτές σύμφωνα με τους «Κύκλους του Μιλάνκοβιτς», απλώς η μεταβολή αυτή είναι πολύ αργή για τα δικά μας, τα ανθρώπινα χρονικά μέτρα, αφού συμβαίνει σε κλίμακες χιλιάδων ετών. Αυτή τη στιγμή, οι τροπικοί του Καρκίνου και του Αιγόκερω (όπως ορίζονται με τον ήλιο στο ζενίθ στα ηλιοστάσια) υποχωρούν αργά προς τον ισημερινό, ενώ οι αρκτικός και ανταρκτικός κύκλος υποχωρούν προς τους αντίστοιχους πόλους.
Πηγή: Βικιπαίδεια, Google images
