Земная ось наклонена к эклиптике, то есть к плоскости, в которой расположена система Солнце–Земля, под углом примерно 66,6 градусов. Если бы не было этого наклона, продолжительность светового времени дня в любой точке Земли круглый год была бы одинаковой, определяясь только географической широтой местности. Но именно из-за этого наклона оси Северное полушарие планеты в период между весенним и осенним равноденствием (с 21 марта по 22 сентября) большую часть суток обращено к Солнцу. Южное же полушарие, соответственно, обращено к Солнцу меньшую часть суток. Поэтому в тот период, когда в Северном полушарии и лето, в Южном – зима. Ну, а когда Земля, описав вокруг Солнца полуокружность, переходит на противоположную точку орбиты, все меняется. Теперь большую часть суток к Солнцу обращено Южное полушарие, поэтому там наступает лето, а в Северном полушарии – зима. Соответственно, и продолжительность дня в Северном полушарии резко сокращается. На территории России, как и во всем Северном полушарии, самый короткий зимний день – 22 декабря. Есть обширные области, где зимой наступают полярные ночи, то есть солнце вообще не восходит над горизонтом. Это явление наблюдается в местах, расположенных севернее так называемого Северного полярного круга, то есть географической широты, примерно равной 66,5 градусов. Продолжительность полярной ночи – от нескольких суток до нескольких месяцев (в районах, лежащих близко к Северному полюсу). После 22 декабря – дня зимнего солнцестояния – продолжительность светового времени суток неуклонно увеличивается. Сначала это увеличение почти незаметно, поскольку составляет всего несколько минут в сутки. Но постепенно световой день становится существенно длиннее. А в день весеннего равноденствия (21 марта), считающегося началом астрономической весны, его продолжительность сравнивается с продолжительностью ночи.