Ισημερίες και ηλιοστάσια

Η επανάληψη των εποχών βασίζεται στην κίνηση της Γης γύρω από τον Ήλιο. Κάθε μέρα η Γη βρίσκεται σε διαφορετική θέση από αυτήν που βρισκόταν την προηγούμενη. Κάθε φορά που η Γη συμπληρώνει μια πλήρη περιφορά γύρω από τον Ήλιο μας φαίνεται ότι ο Ήλιος ήταν αυτός που συμπλήρωσε έναν κύκλο γύρω από τη Γη πάνω στην εκλειπτική. Η εκλειπτική είναι η απεικόνιση ή η προέκταση πάνω στην ουράνια σφαίρα της γήινης τροχιάς γύρω από τον Ήλιο.

Αν παρατηρήσουμε την εκλειπτική και τη συγκρίνουμε με τον ουράνιο ισημερινό, θα δούμε ότι αυτοί οι δύο κύκλοι τέμνονται, σχηματίζοντας γωνία ίση με 23 μοίρες και 27 πρώτα λεπτά, λόγω της κλίσης που έχει ο άξονας της Γης. Η γωνία αυτή ονομάζεται λόξωση της εκλειπτικής και τα σημεία όπου τέμνονται οι δυο κύκλοι ονομάζονται ισημερινά σημεία.

Στο πρώτο σημείο ο ουράνιος ισημερινός τέμνει την εκλειπτική εκεί όπου ο Ήλιος βρίσκεται στις 21 Μαρτίου. Το σημείο αυτό ονομάζεται εαρινό ισημερινό σημείο και από την ημέρα αυτή αρχίζει η Άνοιξη. Στις 23 Σεπτεμβρίου έχουμε την δεύτερη τομή και αυτό το σημείο ονομάζεται φθινοπωρινό ισημερινό σημείο και από την ημέρα αυτή αρχίζει το Φθινόπωρο. Και τις δύο αυτές ημέρες η νύχτα είναι ίση με την ημέρα, ο Ήλιος βρίσκεται 12 ώρες πάνω από τον ορίζοντα και 12 ώρες κάτω από τον ορίζοντα, έχουμε δηλ. ισημερία.

Από το εαρινό σημείο (21 Μαρτίου) και μετά, ο Ήλιος φαίνεται να σκαρφαλώνει όλο και πιο πάνω στο βόρειο ημισφαίριο του ουρανού και οι μέρες μεγαλώνουν. Στις 21 Ιουνίου ο Ήλιος βρίσκεται στο βορειότερο σημείο της εκλειπτικής (θερινό τροπικό σημείο), όπου θα αρχίσει να κατεβαίνει προς τον ισημερινό, από την ημέρα αυτή αρχίζει το Καλοκαίρι. Επειδή μερικές ημέρες πριν και μετά τη θερινή τροπή του Ήλιου προς τον ισημερινό, φαίνεται να στέκεται πάνω στην εκλειπτική, το θερινό τροπικό σημείο ονομάζεται και θερινό ηλιοστάσιο.

Μετά τη θερινή τροπή, ο Ήλιος συνεχίζει να κατεβαίνει προς το νότο και στις 23 Σεπτεμβρίου φτάνει στο φθινοπωρινό ισημερινό σημείο, όπου έχουμε πάλι ισημερία. Η κάθοδος του Ήλιου συνεχίζεται και στις 21 Δεκεμβρίου φτάνει στο νοτιότερο σημείο της τροχιάς του, που ονομάζεται χειμερινό τροπικό σημείο ή χειμερινό ηλιοστάσιο, από την ημέρα αυτή αρχίζει ο Χειμώνας. Έπειτα αρχίζει να σκαρφαλώνει κάθε μέρα και πιο ψηλά.

Στη διάρκεια του Χειμώνα στο βόρειο ημισφαίριο ο ήλιος ρίχνει τις ακτίνες του πλάγια και στο νότιο ημισφαίριο πέφτουν κάθετα, οπότε εκεί έχουν καλοκαίρι. Την άνοιξη ο Ήλιος βρίσκεται ακριβώς πάνω από τον ισημερινό της Γης, όπου τα δυο ημισφαίρια παίρνουν με τον ίδιο τρόπο τις ακτίνες του, το ίδιο συμβαίνει και το φθινόπωρο.

Οι εναλλαγές των εποχών οφείλονται στην περιφορά της Γης γύρω από τον Ήλιο και στην κλίση των 23,5 μοιρών του άξονά της.