Pory roku
Już w zamierzchłej starożytności człowiek, obserwując niebo, zaczął prawidłowo kojarzyć wpływ położenia Słońca na zmieniającą się w ciągu roku pogodę. Wiele tysięcy lat temu zauważono, że co pewien czas przyroda budzi się do życia, kwitną kwiaty na łąkach, a drzewa pokrywają się zielonymi liśćmi. Następnie przychodzi okres opadania liści, coraz większych chłodów i krótszych dni. Fakt, że obserwowane zmiany w otaczającym świecie powtarzały się dość regularnie, sprawił, że człowiek stworzył kalendarz, a pełny cykl owych zmian nazwał rokiem, przyjmując za ich początek pewne charakterystyczne symptomy w przyrodzie.
Pory roku zawdzięczamy zjawiskom zachodzącym w przestrzeni kosmicznej. Wskutek oddziaływania grawitacyjnego Słońca Ziemia obiega naszą gwiazdę po orbicie. Jeden taki cykl trwa rok. Ze względu na to, że oś Ziemi jest przesunięta względem płaszczyzny orbitalnej, w ciągu roku najpierw jeden, a potem drugi biegun zwraca się w stronę Słońca, co sprawia, że następują po sobie kolejne pory roku. Gdy ku słońcu jest zwrócony biegun północny, nagrzewa ono półkulę północną i następuje na niej lato.
Wiosna, lato, jesień, zima
W ciągu roku występują cztery charakterystyczne pory: wiosna, lato, jesień i zima. Każda pora ma inne warunki pogodowe i godziny, w których świeci słońce. Pory roku na półkulach północnej i południowej różnią się i im dalej od równika, tym wyraźniej się zaznaczają. Powodem istnienia pór roku jest nachylenie osi obrotu Ziemi.
Wiosna - pierwszy dzień wiosny obchodzony jest w dniu równonocy wiosennej, który przypada w dniu 20 lub 21 marca . Wiosna kończy się w dniu przesilenia letniego.
Lato - rozpoczyna się w momencie przesilenia letniego (w zależności od roku jest to 21, 22 lub 23 czerwca) i trwa do momentu równonocy jesiennej .
Jesień – astronomiczna jesień rozpoczyna się w momencie równonocy jesiennej (22, 23 września ) i trwa do momentu przesilenia zimowego.
Zima - rozpoczyna się w momencie przesilenia zimowego, które przypada 21 albo 22 grudnia i trwa do momentu równonocy wiosennej.
Astronomiczne wyznaczanie pór roku
Astronomowie dawno zauważyli, że pozorna droga Słońca na niebie w ciągu roku, rzutowana na sferę niebieską, wytacza na niej wielkie koło, wzdłuż którego leżą charakterystyczne gwiazdozbiory. Ową drogę widomego ruchu Słońca nazwali ekliptyką, a gwiazdozbiory, przez które przechodzi, gwiazdozbiorami zodiaku (zwierzyńca niebieskiego). Twórcy kalendarza słonecznego na długo przed odkryciem rzeczywistych ruchów Ziemi uznali, że początek roku winien pokrywać się z początkiem wiosny, czyli przypadać na okres, w którym przyroda rozpoczyna swój coroczny cykl „narodzin, rozkwitu i śmierci”. Tak się złożyło, że na półkuli północnej, gdzie opracowano prawie wszystkie znane kalendarze solarne, początek „obserwowalnej” wiosny przypada mniej więcej w tym czasie, w którym Słońce wkracza w gwiazdozbiór Barana. Przyjęto zatem za początek wiosny datę 21 marca, kiedy to na całej kuli ziemskiej dzień trwa tyle samo co noc. Jest to dzień równonocy wiosennej. Począwszy od tej daty, dnie na półkuli północnej stają się coraz dłuższe od nocy, ponieważ nachylenie osi ziemskiej sprawia, że promienie słoneczne padają pod coraz większym kątem na powierzchnie tej półkuli, dzięki czemu otrzymuje ona coraz więcej światła. 22 czerwca Słońce wkracza w gwiazdozbiór Raka i osiąga najwyższy punkt swej „wędrówki” po nieboskłonie półkuli północnej. Jego promienie padają pod kątem prostym na równoleżnik 23°27', nazwany z tego powodu zwrotnikiem Raka. Dzień ten określany bywa mianem przesilenia letniego i jest uznawany za początek astronomicznego lata. Począwszy od tej daty, dnie stają się coraz krótsze, choć nadal są dłuższe od nocy. Tak dzieje się do 23 września, kiedy to następuje ponowne zrównanie długości dnia i nocy, zwane równonocą jesienną. Słońce wkracza wówczas w znak Wagi. Z chwilą zaistnienia równonocy jesiennej dnie zaczynają być krótsze od nocy, aż wreszcie 22 grudnia, kiedy Słońce kończy swą „wędrówkę” w znaku Strzelca i osiąga gwiazdozbiór Koziorożca, następuje przesilenie zimowe. 22 grudnia jest zatem na półkuli północnej najkrótszym dniem w roku, w przeciwieństwie do 22 czerwca, który jest dniem najdłuższym. Od tego momentu Słońce zmierza ku dacie równonocy wiosennej i 21 marca cykl astronomicznych pór roku rozpoczyna się od nowa.
Na półkuli południowej pory roku przebiegają odwrotnie niż na północnej. W tym czasie bowiem, gdy Słońce hojnie oświetla półkulę północną, na półkulę południową pada mniej jego promieniowania.
Obieg Ziemi dookoła Słońca
Schemat obiegu Ziemi dookoła Słońca wskazuje pozycje naszej planety na orbicie okołosłonecznej oraz zmiany wysokości Słońca nad horyzontem w różnych porach roku.
Dzień polarny, noc polarna
Wiesz, że dzień może trwać aż 21 godzin? Dzień i noc następują po sobie, ponieważ Ziemia obiegając Słońce, kręci się też wokół własnej osi. W środku lata miejsca w pobliżu bieguna północnego są tak bardzo przechylone w stronę Słońca, że światło słoneczne pada na nie przez niemal całą dobę. S Sztokholmie, stolicy Szwecji, w dniu przesilenia letniego dzień trwa aż 21 godzin, ponieważ słońce zachodzi na zaledwie trzy godziny. Okres taki nazywamy dniem polarnym.
Gdy na półkuli północnej trwa dzień polarny, to w miejscach w pobliżu bieguna południowego trwa noc polarna. Tam słońce nie pokazuje się w ogóle lub pojawia się tylko na bardzo krótki czas.