Nel disegno di Fig.1 si notano
i due punti di intersezione tra l'equatore
celeste e l'eclittica, indicati con le lettere 
e
e
chiamati, rispettivamente, nodo ascendente e nodo discendente
dell'eclittica.
Gli istanti di tempo in cui il Sole passa per questi due punti definiscono
gli equinozi, situazioni in cui sulla Terra la durata del giorno
uguaglia quella della notte, indipendentemente dalla latitudine. Ricordando
il sistema di coordinate equatoriali, è
possibile dare una definizione più "astronomica" del nodo ascendente:
è il punto, che identifica l'equinozio di primavera, in cui il Sole
passa da declinazioni negative a declinazioni positive (o, se
si preferisce, il punto in cui il Sole ha declinazione pari a zero gradi). La
declinazione del Sole - l'altezza sopra l'equatore celeste - continua a
crescere (da cui il nome del nodo) fino a raggiungere un massimo (A,
in figura) pari a 23º27': il Sole si trova al solstizio d'estate.
Da questo momento la declinazione del Sole inizia a decrescere ma resta
positiva fino al nodo discendente - l'equinozio di autunno - al di
là del quale diventa negativa e raggiunge il valore minimo di
-23º27' nel punto B: si è al solstizio di inverno. Gli
equinozi avvengono attorno al 21 marzo e al 21 settembre, mentre i solstizi
attorno al 21 giugno e al 21 dicembre.
Questi quattro istanti definiscono l'inizio delle stagioni che
verranno ora descritte sommariamente, per l'emisfero nord:
- la primavera inizia il 21 marzo e termina il 21 giugno. È
caratterizzata da giornate sempre più lunghe e da temperature sempre
più miti a causa della posizione del Sole che illumina più
direttamente e per più tempo l'emisfero nord;
- l'estate inizia il 21 giugno e termina il 21 settembre. È
caratterizzata da alte temperature e da giornate lunghe che diventano sempre
più brevi. Il 21 giugno il Sole si trova allo zenit dei luoghi posti a
latitudine 23º27': l'insieme di questi luoghi definisce un
parallelo terrestre, detto Tropico del Cancro;
- l'autunno è compreso tra il 21 settembre e il 21 dicembre.
Il Sole è sempre più basso sull'orizzonte e le ore di luce sono
sempre meno. La temperatura tende a diminuire perchè il Sole illumina
più direttamente l'emisfero sud, lasciando "al freddo" quello nord.
- l'inverno inizia il 21 dicembre e termina il 21 marzo. Le
giornate sono brevi, ma tendono ad allungarsi; il Sole è basso
sull'orizzonte, ma diventa via via più alto. La temperatura è
bassa. Il 21 dicembre il Sole si trova allo zenit dei luoghi posti a
latitudine -23º27': l'insieme di questi luoghi definisce un
parallelo terrestre, detto Tropico del Capricorno;
La situazione può essere rappresentata dal disegno successivo, con il
Sole al centro e l'osservatore posto lontano dalla Terra,
o dalla sua
sezione schematica, relativa ai soli solstizi, in cui è mostrata la
linea luce-buio, detta terminatore, perpendicolare ai raggi solari.
Da un punto di vista puramente astronomico, le caratteristiche generali
delle stagioni dipendono dalla quantità di calore ricevuta dal Sole
giorno dopo giorno. Per questo bisogna tenere conto di due fattori
astronomici:
- Il periodo di tempo in cui, ogni giorno, il Sole è sopra
l'orizzonte (la durata del giorno).
- Le varie altezze raggiunte dal Sole durante il giorno, perché,
più alto è il Sole sull'orizzonte, meno l'atmosfera assorbe la
sua radiazione.
Sia il numero di ore in cui il Sole è sopra l'orizzonte che la sua altezza
dipendono dalla latitudine del luogo e dal periodo
dell'anno (cioè dalla declinazione del Sole,
come si vede in questo disegno).
Un esempio fotografico
descrive la variazione, nel corso dell'anno, del punto in cui il sole sorge.
Una vista schematica e complessiva
rende forse più chiare le successive posizioni del Sole nei diversi periodi dell'anno.
Le stagioni