Земна вісь має нахил. Під час руху Землі навколо Сонця кут нахилу не змінюється. Завдяки цьому Земля повертається до Сонця більше то Північною, то Південною півкулею. Від цього змінюється кут падіння сонячних променів на земну поверхню. І відповідно більше освітлюється та нагрівається то одна, то інша півкуля.
По поверхні кулястої Землі сонячне тепло і світло розподіляються нерівномірно. Це пояснюється тим, що кут падіння променів на різних широтах різний.
Земна вісь нахилена до площини орбіти під кутом. Своїм північним кінцем вона спрямована в бік Полярної зорі. Сонце завжди освітлює половину Землі. При цьому більше освітлюється то Північна півкуля (і день там триває довше, ніж у іншій півкулі), то, навпаки, Південна. Двічі на рік обидві півкулі бувають освітлені однаково (тоді й тривалість дня в обох півкулях однакова).
Коли Земля звернена до Сонця Північним полюсом, тоді воно більше освітлює і нагріває Північну півкулю. Дні стають довші за ночі. Настає тепла пора року - літо. На полюсі і в приполярній частині Сонце світить цілодобово і не заходить за горизонт (ніч не настає). Це явище називається полярний день. На полюсі він триває 180 діб (півроку), але чим далі на південь, тим його тривалість зменшується до однієї доби на паралелі 66,5° пн. ш. Цю паралель називають Північним полярним колом. Південніше цієї лінії Сонце вже опускається за горизонт і зміна дня і ночі відбувається у звичному для нас порядку - щодоби. 22 червня сонячні промені падатимуть прямовисно (під найбільшим кутом - 90°) на паралель 23,5 пн. ш. Цей день буде найдовшим, а ніч найкоротшою в році. Цю паралель називають Північними тропіком, а день 22 червня - літнім сонцестоянням.
У цей час Південний полюс відвернутий від Сонця і воно менше освітлює і нагріває Південну півкулю. Там зима. На полюс і приполярну частину протягом доби сонячні промені зовсім не потрапляють. Сонце не з’являється з-за горизонту і день не настає. Це явище називається полярна ніч. На самому полюсі вона триває 180 днів, а чим далі на північ, тим стає коротшою до однієї доби на паралелі 66,5° пд. ш. Цю паралель називають Південним полярним колом. Північніше від неї Сонце вже з’являється на горизонті і зміна дня і ночі відбувається кожної доби. 22 червня день буде найкоротшим у році. Для Південної півкулі він буде зимовим сонцестоянням.
Через три місяця, 23 вересня, Земля займе таке положення відносно Сонця, коли сонячні промені однаково освітлюватимуть як Північну, так і Південну півкулю. Прямовисно сонячні промені падають на екваторі. На всій Землі, окрім полюсів, день дорівнюватиме ночі (по 12 год). Цей день називають днем осіннього рівнодення.
Ще через три місяці, 22 грудня до Сонця повернеться Південна півкуля. Там настане літо. Цей день буде найдовшим, а ніч - найкоротшою. У приполярній області настане полярний день. Промені Сонця прямовисно падатимуть на паралель 23,5° пд. ш. Натомість, у Північній півкулі буде зима. Цей день буде найкоротшим, а ніч найдовшою. Паралель 23,5° пд. ш. називають Південним тропіком. а день 22 грудня - зимовим сонцестоянням.
Ще через три місяці, 21 березня, знову обидві півкулі будуть освітлені однаково, день буде рівний ночі. Промені сонця прямовисно падатимуть на екваторі. Цей день називають весняним рівноденням.
Для визначення полуденної висоти Сонця застосовують формули:
для Північної півкулі
В день літнього сонцестояння 22 червня h0 = 90°- ϕ + 23°26'
В день зимового сонцестояння 22 грудня h0 = 90°- ϕ - 23°26'
у дні рівнодення 21 березня і 23 вересня h0 = 90°- ϕ
для Південної півкулі
В день літнього сонцестояння 22 грудня h0 = 90°- ϕ + 23°26'
В день зимового сонцестояння 22 червня h0 = 90°- ϕ - 23°26'
у дні рівнодення 21 березня і 23 вересня h0 = 90°- ϕ
де h0 - полуденна висота Сонця
ϕ - географічна широта даного місця
Теплові пояси Землі
Нерівномірне нагрівання земної поверхні обумовлює різні температури повітря на різних широтах. Широтні смуги з певними температурами повітря називаються тепловими поясами. Пояси різняться між собою кількістю тепла, що надходить від Сонця. їх простягання залежно від розподілу температур добре ілюструють ізотерми (від грецького “ізо” - однаковий, “терма” - тепло). Це лінії на карті, що з’єднують точки з однаковою температурою.
Жаркий пояс розміщений обабіч екватора, між Північним і Південним тропіками. Він обмежений з обох боків ізотермою +20 °С. Цікаво, що межі поясу співпадають з межами поширення пальм на суходолі і коралів в океані. Тут земна поверхня отримує найбільше сонячного тепла. Двічі на рік (22 грудня і 22 червня) опівдні сонячні промені падають майже прямовисно (під кутом 90°). Повітря від поверхні сильно нагрівається. Тому там жарко протягом року.
Помірні пояси (в обох півкулях) примикають до жаркого поясу. Вони простяглися в обох півкулях між полярним колом і тропіком. Сонячні промені там падають на земну поверхню з деяким нахилом. Причому, чим північніше, тим нахил більший. Тому сонячне проміння менше нагріває поверхню. У результаті менше нагрівається і повітря. Ось чому в помірних поясах холодніше, ніж у жаркому. Сонце там ніколи не буває в зеніті. Чітко виражені пори року: зима, весна, літо, осінь. При цьому чим ближче до полярного кола, тим зима триваліша і холодніша. Чим ближче до тропіка, тим триваліше і тепліше літо. Помірні пояси з боку полюсів обмежує ізотерма найтеплішого місяця +10 °С. Вона є межею поширення лісів.
Холодні пояси (північний і південний) обох півкуль лежать між ізотермами +10 °С і 0 °С найтеплішого місяця. Сонце там взимку по кілька місяців не з’являється над горизонтом. А влітку, хоча й не заходить за горизонт місяцями, проте стоїть дуже низько над горизонтом. Його промені лише ковзають поверхнею Землі і нагрівають її слабо. Поверхня Землі не лише нагріває, а й охолоджує повітря. Тому температури повітря гам низькі. Зими холодні та суворі, а літо коротке і прохолодне.
Два пояси вічного холоду (північний і південний) оконтурюються ізотермою з температурами всіх місяців нижче 0 °С. Це царство вічних снігів і льоду.
Головна 
