21 марта и 23 сентября наклон земной оси нейтрален по отношению к Солнцу. В эти дни солнечные лучи отвесно падают на экватор, северное и южное полушария вплоть до полюсов освещаются равномерно, и на всех широтах день и ночь продолжаются по 12 ч, поэтому эти числа называются днями равноденствия.
21 июня Земля занимает такое положение, при котором ее ось северным концом наклонена к Солнцу. Поэтому отвесные лучи падают уже не на экватор, а севернее его на угловое расстояние, равное наклону плоскости экватора к плоскости орбиты или эклиптики, т. е. на 90°-66°33’=23°27′.
При суточном обороте Земли отвесно падающие лучи опишут на ней линию, севернее которой Солнце никогда не бывает в зените. Эта линия называется северным тропиком или поворотным кругом. Северный поворотный круг называется также тропиком Рака по имени созвездия, в котором находится в это время Солнце. Числа, в которые Солнце бывает на тропиках в зените, называются днями солнцестояний.
В высоких северных широтах в лень летнего солнцестояния круглые сутки освещается не только полюс, но и пространство за ним до широты 66°33′ или северного полярного круга.
В южном полушарии в этот день солнечный луч образует касательную к поверхности шара тоже на широте 66°33′, но так, что все пространство за этой линией, или южным полярным кругом, 22 июня не освещается. Уже на следующий день, 23 июня, Солнце смещается от тропика в сторону экватора, на северном полярном круге наступает короткая ночь, а на южном оно днем несколько поднимается над горизонтом.
Продолжительность дня в северном полушарии последовательно уменьшается, а в южном увеличивается до осеннего равноденствия — 23 сентября.
22 декабря, в день зимнего солнцестояния, отвесные лучи падают на южный тропик, а северные полярные страны, начиная от северного полярного круга, не освещаются, а на южном полярном круге и далее к полюсу Солнце круглые сутки выше линии горизонта. Так продолжается до дня весеннего равноденствия — 21 марта.
Таким образом, тропиками, или поворотными кругами (греч. tropikos — круг поворота), называются параллели 23°27′ ю. и с. ш., на которых один раз в году в дни солнцестояний в полдень Солнце бывает в зените. Полярными кругами называются параллели 66°33′ с. и ю. ш., на которых один раз в году в дни летнего солнцестояния Солнце не заходит, а в дни зимнего солнцестояния не восходит.
Год — это не только единица измерения времени, но и продолжительность сезонных циклов многих явлений в природе: сезонная смена погоды, установление и сход снежного покрова в умеренных широтах, годовой режим рек и озер, сезонная ритмика в жизни растений и животных. В природе нет тел и явлений, которые не испытывали бы влияния сезонной ритмики.
