هر سال خورشيد در اول تيرماه به انقلاب تابستانی می رسد. يعنی به بيشترين فاصله ی زاويه ای از دايره البروج، به طوری که خورشيد در لحظه ظهر شرعی بيشترين ارتفاع را از افق نسبت به روزهای ديگر سال دارد. تمام سايه ها در لحظه ی ظهر شرعی به کوتاه ترين اندازه ی ممکن در آن منطقه در طول سال می رسند و آن روز بلندترين روز سال است.

اما چرا اين گونه است؟

بگذاريد کمی به گذشته برويم. جام جهانی پارسال را به خاطر بياوريد که در کشور آفريقای جنوبی برگزار شد. اين دوره بازی ها حد فاصل 21 خرداد تا 20 تير در جريان بود اما مردم با کمال تعجب از طريق رسانه ها می شنيدند که هوای آفريقا بسيار سرد است. حتی حسن کامرانی فر کمک داور کشورمان در اين بازی ها در مصاحبه ای گفته بود: "هوا در آفريقای جنوبی سرد است و اين سردی در شب ها کمی آزار دهنده می شود." در آن زمان برای بسياری اين سوال پيش آمد که اگر اينجا فصل تابستان است پس چرا در آفريقا هوا سرد است؟

فصول در نيمکره شمالی و جنوبی زمين برعکس يکديگر هستند. بدين معنی که وقتی در نيمکره شمالی تابستان است، نيمکره جنوبی در فصل زمستان به سر می برد. پس تصور عامه مردم که گمان می کنند تغيير فصول در اثر دور و نزديک شدن به خورشيد به وجود می آيد اشتباه است. چراکه اگر چنين بود بايد در هر زمان، کل کره زمين در يک فصل قرار داشت که می دانيم اين گونه نيست.

در واقع تمام اين فعل و انفعالات زير سر محور زمين است که مقداری کج است!  اين کج بودن تعيين می کند که نور خورشيد چگونه به زمين برسد و هر بخشی از زمين چه مدت زير تابش خورشيد باشد.

همان طور که می دانيم محور زمين نسبت به صفحه ای که خورشيد و زمين در آن قرار دارند در حدود بيست و سه و نيم درجه انحنا دارد. چرخش انتقالی زمين به همراه اين انحنا باعث می شوند در طول سال ميزان و جهت تابش خورشيد به مناطق مختلف زمين تغيير کند. تغيير در ميزان و جهت تابش خورشيد باعث به وجود آمدن فصول می‌شود.

در اواخر زمستان و اوايل بهار طول روز و شب تقريبا با هم برابر هستند بعد از آن کم کم روزها بلندتر می شوند تا جايی که اواخر خرداد و اوايل تير شاهد بلدترين روزها هستيم. سپس طول روزها آرام آرام کم می شود تا در اواخر شهريور و اوايل مهر مدت زمان روز و شب و دوباره برابر می شود. از اين زمان طول روز شروع به کم شدن می کند تا در اواخر آذر و اوايل دی شاهد کوتاه ترين روزهای سال و بلندترين شب های سال هستيم. از اين زمان دوباره روزها بلند می شوند و اين چرخه همين طور ادامه پيدا می کند.

به طور خلاصه :

انفلاب تابستانی: اول تير که بلندترين روز سال است.

اعتدال پاييزی: اول مهر که طول روز و شب برابر است.

انقلاب زمستانی: اول دی که کوتاه ترين روز سال است.  

از اوايل فروردين تا اواخر شهريور، نيم کره شمالی رو به خورشيد قرار می گيرد و خورشيد با زاويه عمود تری به سطح نيمکره شمالی می تابد. يعنی مقدار انرژی ای که هر متر مربع از اين بخش زمين دريافت می کند بيشتر می شود. همچنين در اين وضعيت طول روز بلندتر است.

در تابستان نيمکره شمالی، خورشيد در حد مدار 23.5 شمالی يعنی مدار راس السرطان به حالت عمودی می تابد و دايره روشنی قطب شمال را در بر گيرد ولی قطب جنوب در تاريکی به سر می برد. در زمستان وضع برعکس است. خورشيد در اوج خود در حد مدار 23.5 جنوب خط استوا به حالت عمودی بر زمين می‌تابد. دايره روشنی قطب جنوب را روشن می‌کند و قطب شمال در تاريکی فرو می رود و خورشيد در نيمکره شمالی در افق پائين ظاهر می‌شود ولی در نيمکره جنوبی در افق بالاست. 

نویسنده: م.ح.اربابی فر