هناك أماكن على الأرض تكون فيها مدة ساعات النهار هي نفسها على مدار السنة - هذه مناطق تقع على خط الاستواء. في جميع مناطق الكوكب الأخرى ، يتراوح طول اليوم من الحد الأقصى في يوم الانقلاب الصيفي (22 يونيو) إلى الحد الأدنى في يوم الانقلاب الشتوي (22 ديسمبر). وكلما اقتربت التضاريس من خط الاستواء ، كانت هذه التقلبات أضعف ، والعكس صحيح.
يميل محور الأرض إلى مسير الشمس ، أي إلى المستوى الذي يقع فيه نظام الشمس والأرض ، بزاوية 66.6 درجة تقريبًا. إذا لم يكن الأمر يتعلق بهذا الميل ، فستكون مدة ساعات النهار في أي نقطة على الأرض هي نفسها على مدار السنة ، ويتم تحديدها فقط من خلال خط العرض الجغرافي للمنطقة. ولكن بسبب هذا الميل للمحور بالتحديد ، يواجه نصف الكرة الأرضية الشمالي للكوكب في الفترة ما بين اعتدال الربيع والخريف (من 21 مارس إلى 22 سبتمبر) الشمس لمعظم اليوم. نصف الكرة الجنوبي ، على التوالي ، يواجه الشمس لأقل من اليوم. لذلك ، خلال الفترة التي يكون فيها الصيف في نصف الكرة الشمالي ، يكون الشتاء في نصف الكرة الجنوبي. حسنًا ، عندما تتحرك الأرض ، بعد أن وصفت نصف دائرة حول الشمس ، إلى النقطة المعاكسة من مدارها ، يتغير كل شيء. الآن يواجه نصف الكرة الجنوبي الشمس معظم النهار ، لذلك يبدأ الصيف هناك ، والشتاء في نصف الكرة الشمالي. وفقًا لذلك ، يتم تقليل طول اليوم في نصف الكرة الشمالي بشكل حاد. على أراضي روسيا ، كما هو الحال في نصف الكرة الشمالي بأكمله ، أقصر يوم شتاء هو 22 ديسمبر. هناك مساحات شاسعة تحدث فيها الليالي القطبية في الشتاء أي أن الشمس لا تشرق فوق الأفق إطلاقا. لوحظت هذه الظاهرة في الأماكن الواقعة شمال ما يسمى بالدائرة القطبية الشمالية ، أي خط عرض يقارب 66.5 درجة. تتراوح مدة الليل القطبي من عدة أيام إلى عدة أشهر (في المناطق القريبة من القطب الشمالي). بعد 22 ديسمبر - يوم الانقلاب الشتوي - تزداد مدة ساعات النهار باطراد. في البداية ، تكون هذه الزيادة غير محسوسة تقريبًا ، لأنها لا تتجاوز بضع دقائق في اليوم. لكن تدريجيًا تصبح ساعات النهار أطول بشكل ملحوظ. وفي يوم الاعتدال الربيعي (21 مارس) الذي يعتبر بداية الربيع الفلكي ، تقارن مدته بمدة الليل.
