Смяна на годишните времена

Поради обикалянето на Земята около Слънцето и наклона на земната ос, се сменят годишните времена, променят се продължителността на деня и нощта и точките на изгрев и залез на Слънцето се местят по хоризонта по различен начин за различни географски ширини.

Видим денонощен път на Слънцето за географска ширина при равноденствията и слънцестоянията.
PZP'Z' - меридиан на мястото
h₁ = 90°-φ  — височина на Слънцето над хоризонта по пладне (горна кулминация) в пролетно или есенно равноденствие (за нашата ширина φ=43 ° —> h₁ = 47°).
h₂ = 90°-φ + 23.5°  — височина на Слънцето по пладне при лятно слънцестояние (за φ= 43° —> h₂=70.5°). Слънцето изгрява от североизток и залязва на северозапад. Денят е дълъг, а нощта - кратка.
h₂ = 90°-φ- 23.5°   — височина на Слънцето по пладне при зимно слънцестояние (за φ= 43° —> h₂=23.5°). Слънцето изгрява от югоизток и залязва на югозапад. Денят е кратък, а нощта - дълга.

1 - зони, където през лятното полугодие се наблюдават нощи, в които Слънцето не залязва под хоризонта (а през зимата - дни, в които то не изгрява). Периодите на такива нощи са разположени около моментите на лятно слънцестояние и продължителността им постепенно нараства от 0 дни до 6 месеца между географските ширини 66° 33' и 90° .
2 - зони, където в някакви моменти от време еклиптиката минава през зенита.