El clima cambiante de la Tierra es causado por la inclinación del eje de la Tierra y su órbita elíptica alrededor del sol. (Ver referencia 1) La luz solar golpea la superficie del planeta en diferentes ángulos durante el viaje de un año del planeta, haciendo que las partes experimenten diferentes estaciones a medida que cambia la cantidad de calor y luz. (Ver referencia 2) No hay cambios estacionales notables en el ecuador, donde la cantidad y la fuerza de la luz solar es relativamente constante durante todo el año. (ver referencia 3)

Eje

El eje de rotación de la Tierra es 23.4 grados en relación con su plano orbital. El eje está fijo, apuntando constantemente en la misma dirección independientemente del movimiento del planeta. La inclinación provoca diferentes cantidades de exposición a la luz del sol en el hemisferio sur o norte dependiendo de dónde está la tierra en su órbita alrededor del sol.

Rotación

La Tierra recorre una trayectoria elíptica alrededor del sol, completa dentro de 365 días y cinco horas. Durante este viaje, la inclinación de la tierra presenta diferentes lados de su superficie hacia el sol. La inclinación produce el cambio más dramático en la luz en el solsticio de verano e invierno y el mínimo en los equinoccios de primavera y otoño. El cambio en la cantidad y la fuerza de la luz solar durante todo el año es lo que produce los cambios estacionales.

Solsticio de invierno

En el solsticio de invierno, el hemisferio se inclina lo más lejos posible del sol. la noche más larga y el día más corto del año. La luz solar que llega a este hemisferio golpea la superficie en un ángulo más pequeño. Esto hace que la misma cantidad de luz se extienda sobre un área mayor, lo que provoca que haya menos calor. Hay menos horas de luz del día cada día cuando la tierra se acerca al solsticio. En el polo habrá 24 horas de oscuridad.

Primavera y Equinoccio Otoñal

A medida que la Tierra se mueve a lo largo del camino elíptico, no apunta ni hacia el sol ni hacia él. Ambos hemisferios reciben la misma cantidad de luz durante la primavera y el día equinoccio de otoño. El hemisferio que se mueve desde el invierno tendrá días cada vez más largos con noches más cortas a medida que el eje del planeta se mueve para exponer ese hemisferio al sol más directamente. Esto también aumentará el calor experimentado por ese hemisferio. El otro hemisferio comenzará a moverse hacia el otoño, con días más fríos y noches más largas después del equinoccio.

Solsticio de verano

El hemisferio que experimenta el verano y avanza hacia el solsticio de verano recibe más luz solar directamente de lo que tiene en cualquier otro punto del ciclo. Este aumento en la luz directa también aumenta el calor para ese hemisferio durante este tiempo. El solsticio de verano es el período más largo de luz diurna y el polo de ese hemisferio tendrá 24 horas de luz diurna. El hemisferio opuesto experimentará el solsticio de invierno en este día.