Nel corso dell’anno, la maggior parte dei luoghi sulla Terra passa attraverso quattro stagioni notevoli: estate, autunno (autunno), inverno e primavera, ciascuna della durata di circa 3 mesi. Le stagioni vissute dall’emisfero settentrionale e meridionale differiscono sempre di sei mesi – quando è estate nell’emisfero settentrionale, è inverno nell’emisfero meridionale e così via.

Le stagioni sono una conseguenza diretta dell’asse di rotazione inclinato della Terra, che fa un angolo di circa 23,5 gradi rispetto a una linea tracciata perpendicolarmente al piano dell’eclittica. La direzione dell’asse terrestre rimane quasi fissa in tutta un’orbita, in modo che in diverse parti dell’orbita un emisfero “si appoggia” verso il Sole (estate), mentre l’altro “si appoggia” lontano (inverno). Sei mesi dopo, la Terra si appoggia nella direzione opposta.

L’inclinazione della Terra fa sì che l’emisfero australe (SH) si inclini verso il Sole durante l’estate SH. Nel frattempo, è inverno nell’emisfero settentrionale (NH) che si appoggia lontano dal Sole. Sei mesi dopo, la situazione è invertita.

Per le località a nord o a sud dell’equatore, la caratteristica principale che accompagna ogni stagione è un cambiamento di temperatura causato dalla quantità variabile di luce solare che cade su ciascun emisfero della Terra durante la sua orbita annuale. L’emisfero inclinato verso il Sole sperimenterà più ore di luce solare e più luce solare diretta.

sinistra: Inverno nell’emisfero settentrionale – la quantità di luce solare che cade sull’emisfero settentrionale è molto inferiore a than destra: …la quantità di luce solare che cade sull’emisfero australe durante l’estate dell’emisfero australe.

Poiché il sole è più alto nel cielo durante l’estate, la luce solare che raggiunge la superficie è più concentrata. In inverno, il sole è più basso nel cielo e la luce del sole si estende su un’area più ampia. Durante la primavera e l’autunno, entrambi gli emisferi ricevono circa la stessa quantità di luce solare.

All’equatore, la variazione di temperatura è molto minore durante tutto l’anno, ed è comune considerare solo due stagioni: secca e umida (o monsonica). Per gli osservatori proprio al polo nord e al polo sud, ci sono solo due stagioni: una notte invernale lunga quasi sei mesi seguita da una giornata estiva lunga quasi sei mesi! All’interno del circolo polare artico e del Circolo Antartico (latitudini 66.5 gradi nord e sud), ci sarà almeno un giorno polare (24 ore di luce continua, a volte chiamato il ‘sole di mezzanotte’) e una notte polare (24 ore continue di oscurità).

La data di inizio delle stagioni viene spesso scelta per iniziare nelle date dei solstizi (estate e inverno) e degli equinozi (autunno e primavera). In alternativa, l’inizio di una nuova stagione può essere associato al primo giorno del mese (dicembre, marzo, giugno e settembre) in cui si verifica un solstizio o un equinozio.

La distanza variabile della Terra dal Sole a causa dell’orbita ellittica della Terra a volte si pensa che causi le stagioni. Questo non è corretto! La distanza della Terra dal Sole varia di circa il 3% dal più vicino (distanza del perielio = 147,09 milioni di km) all’approccio più lontano (distanza dell’afelio = 152,10 milioni di km). Questo piccolo cambiamento di distanza non può spiegare le differenze di temperatura tra estate e inverno, e non può spiegare come può essere l’inverno in un emisfero e l’estate nell’altro emisfero.