Maapallon vuodenajoille ovat ominaisia lämpötilaerot ja päivänvalon pituus. Neljä erillistä vuodenaikaa – kevät, kesä, syksy (tai syksy) ja talvi – esiintyy vain lauhkeilla vyöhykkeillä. Nämä vyöhykkeet ulottuvat 23,5 pohjoisen (ja eteläisen) leveysasteen ja 66,5 pohjoisen (ja eteläisen) leveysasteen välille. Päiväntasaajan alueilla eli torridivyöhykkeillä ei ole havaittavia vuodenaikojen vaihteluita, ainoastaan märkä ja kuiva vuodenaika. Polaarialueilla on vain valoisa ja pimeä vuodenaika.
Kevät tulee vanhasta englanninkielisestä sanasta, joka tarkoittaa ”nousta”. Kesä on peräisin sanskritin kielen sanasta, joka tarkoittaa ”puolivuotta” tai ”vuodenaikaa”. Syksy tulee alun perin etruskien sanasta, joka tarkoittaa ”kypsymistä”. Talvi tulee vanhasta englanninkielisestä sanasta, joka tarkoittaa ”märkää” tai ”vettä”.
Pohjoisella pallonpuoliskolla tähtitieteilijät määräävät jokaiselle vuodenajalle mielivaltaisen alkamispäivän. Kevät alkaa noin 21. maaliskuuta, kesä noin 22. kesäkuuta, syksy noin 23. syyskuuta ja talvi noin 22. joulukuuta. Eteläisellä pallonpuoliskolla vuodenajat ovat päinvastaiset: kevät alkaa syyskuussa, kesä joulukuussa, syksy maaliskuussa ja talvi
.)
June. Vuodenajat eteläisellä pallonpuoliskolla ovat yleensä leudompia, koska sillä pallonpuoliskolla on enemmän merenpintaa. Koska valtameret lämpenevät ja jäähtyvät paljon hitaammin kuin maamassat, ne vaikuttavat lämpötiloihin hillitsevästi.
Vuodenaikojen syy
Maa tekee vuosittain yhden täyden kierroksen auringon ympäri. Vuodenaikojen muutokset eivät johdu Maan ja Auringon välisen etäisyyden vaihtelusta, vaan Maan kallistumisesta akselinsa ympäri tuon kierroksen aikana. (Maan kiertoakseli on kallistunut 23,5 astetta sen kiertoradan tasoon nähden.) Maan kiertäessä Aurinkoa on vuoden aikana aikoja, jolloin pohjoisnapa on vuoroin kallistunut kohti Aurinkoa (pohjoisen pallonpuoliskon kesän aikana) tai kallistunut poispäin Auringosta (pohjoisen pallonpuoliskon talven aikana). Muina aikoina akseli on yleensä samansuuntainen saapuvien auringonsäteiden kanssa.
Words to know
Syyspäiväntasaus: Päivämäärä syksyllä, jolloin maapallolla on 12 tuntia päivänvaloa ja 12 tuntia pimeyttä, yleensä noin 23. syyskuuta.
Kesäpäivänseisaus: Päivä, jolloin aurinko on korkeimmalla taivaalla keskipäivällä pohjoisella pallonpuoliskolla, yleensä noin 22. kesäkuuta.
Lauhkeat vyöhykkeet: Kaksi aluetta maapallolla, jotka rajoittuvat 23,5 leveysasteeseen ja 66,5 leveysasteeseen.
Torrid-vyöhyke: 23,5 pohjoisen ja eteläisen leveysasteen rajaama vyöhyke maapallolla.
Kevätpäiväntasaus: Päivämäärä keväällä, jolloin maapallolla on 12 tuntia päivänvaloa ja 12 tuntia pimeyttä, yleensä noin 21. maaliskuuta.
Talvipäivänseisaus: Päivä, jolloin auringon keskipäivän korkeus on alhaisimmillaan pohjoisella pallonpuoliskolla, yleensä 22. joulukuuta.
Kesällä kaksi vaikutusta vaikuttavat osaltaan lämpimän sään syntymiseen. Ensinnäkin Auringon säteet osuvat suoremmin Maan pinnalle, mikä aiheuttaa voimakkaamman lämmitysvaikutuksen. Toiseksi päiväsaikaan on enemmän valoisaa aikaa kuin yöllä. Auringon säteet lämmittävät maapalloa päiväsaikaan, ja yöllä maapallo jäähtyy säteilemällä lämpöä takaisin avaruuteen. Koska kesällä on pidempiä päivänvalon jaksoja ja lyhyempiä pimeän jaksoja, Maa saa enemmän auringon lämpöä kuin se luovuttaa takaisin avaruuteen. Näin ollen alueet, joilla vallitsee kesä, pysyvät lämpimämpinä.
Päiväntasauksen
Kun maapallon akseli on keväällä – noin 21. maaliskuuta – täydellisesti yhdensuuntainen auringon saapuvien säteiden kanssa, aurinko nousee kaikkialla maapallolla itään päin ja seisoo keskipäivällä suoraan päiväntasaajan yläpuolella. Tämän seurauksena päiväsaika on yhtä pitkä kuin yöaika kaikkialla maapallolla. Tästä ilmiöstä johtuu tälle päivämäärälle annettu nimi, kevätpäiväntasaus. Vernal tulee latinankielisestä sanasta ”kevät”, kun taas equinox muodostuu latinankielisestä sanasta ”yhtäläinen yö”. Vastaava päivämäärä syksyllä, jolloin kaikkialla maapallolla on 12 tuntia päivänvaloa ja 12 tuntia pimeää – noin 23. syyskuuta – tunnetaan syyspäiväntasauksena.
Auringonseisaus
Kevätpäiväntasauksen jälkeen aurinko jatkaa liikkumistaan pohjoiseen ja nousee joka päivä hieman pohjoisempana idästä aina noin 22. kesäkuuta saakka. Tänä päivänä Aurinko on saavuttanut äärimmäisen pohjoisen asemansa ja näyttää seisovan paikallaan keskipäivän korkeudella horisontin yläpuolella. Tästä syystä päivä tunnetaan nimellä kesäpäivänseisaus, joka tulee latinankielisistä sanoista, jotka tarkoittavat ”aurinko seisoo paikallaan”. Kesäpäivänseisaus, vuoden pisin päivä ja lyhin yö pohjoisella pallonpuoliskolla, merkitsee kesän alkua pohjoisella pallonpuoliskolla. Sen jälkeen aurinko alkaa siirtyä etelään. Se ylittää taivaan päiväntasaajan (syyspäiväntasaus) ja jatkaa siirtymistään etelään nousten joka päivä hieman etelämpänä idästä, kunnes se saavuttaa äärimmäisen eteläisen sijaintinsa joulukuun 22. päivän tienoilla – talvipäivänseisauksen (pohjoisen pallonpuoliskon lyhin päivä ja pisin yö). Sen jälkeen aurinko alkaa liikkua pohjoiseen takaisin kevätpäiväntasaukseen.
Vuodenaikojen juhliminen
Varhaiset yhteiskunnat juhlistivat vuodenaikojen vaihtumista joillakin näistä kardinaalipäivistä. Kevätpäiväntasaus oli juhlapäivä muinaisen Englannin, Ranskan ja Irlannin varhaisille kelttiläisheimoille. Myös muut pohjoiseurooppalaiset heimot juhlistivat lämpimämmän sään paluuta tänä päivänä. Jopa talvipäivänseisausta oli syytä juhlia, sillä se merkitsi päivien pitenemistä, joka johtaisi kevääseen. Muinaiset roomalaiset viettivät talvipäivänseisauksen aikaan Saturnalia-juhlaa. Ja vaikka historialliset tiedot eivät tue sitä, että Jeesus Nasaretilaisen syntymäajankohdaksi olisi valittu joulukuun loppu, kristityt päättivät neljännellä vuosisadalla jKr. juhlia Jeesuksen syntymää talvipäivänseisauksen aikaan. Tuolloin käytössä olleen juliaanisen kalenterijärjestelmän mukaan tämä päivä osui joulukuun 25. päivään.