Årstiderna på jorden kännetecknas av skillnader i temperatur och dagsljusets längd. De fyra distinkta årstiderna – vår, sommar, höst och vinter – finns endast i de tempererade zonerna. Dessa zoner sträcker sig från 23,5 grader nordlig (och sydlig) latitud till 66,5 grader nordlig (och sydlig) latitud. De ekvatoriala områdena eller torridzoner har inga märkbara säsongsförändringar, bara en våt säsong och en torr säsong. Polarområdena har endast en ljus årstid och en mörk årstid.
Våren kommer från ett gammalt engelskt ord som betyder ”att stiga upp”. Sommar har sitt ursprung i ett sanskritord som betyder ”halvår” eller ”säsong”. Höst kommer ursprungligen från ett etruskiskt ord som betyder ”mognad”. Vinter kommer från ett gammalt engelskt ord som betyder ”våt” eller ”vatten”.
På norra halvklotet tilldelar astronomer ett godtyckligt startdatum för varje årstid. Våren börjar runt den 21 mars, sommaren runt den 22 juni, hösten runt den 23 september och vintern runt den 22 december. På södra halvklotet är årstiderna omvända med våren som börjar i september, sommaren i december, hösten i mars och vintern i
.)
juni. Årstiderna på det södra halvklotet är i allmänhet mildare på grund av den större mängden havsyta på det halvklotet. Eftersom haven värms upp och kyls av mycket långsammare än landmassor utövar de en modererande kraft på temperaturerna.
Orsak till årstiderna
Jorden gör ett fullständigt varv runt solen varje år. Förändringar i årstiderna orsakas inte av det varierande avståndet mellan jorden och solen, utan av jordens lutning på sin axel under denna revolution. (Jordens rotationsaxel lutar 23,5 grader mot banplanet.) När jorden kretsar runt solen finns det tider på året då nordpolen växelvis lutar mot solen (under sommaren på det norra halvklotet) eller lutar bort från solen (under vintern på det norra halvklotet). Under andra tider är axeln i allmänhet parallell med de inkommande solstrålarna.
Ord att känna till
Höstdagjämningen: Datum på hösten när jorden upplever 12 timmars dagsljus och 12 timmars mörker, vanligtvis runt den 23 september.
Sommarsolstånd: Datum då solen står högst på himlen vid middagstid på norra halvklotet, vanligtvis runt den 22 juni.
Tempererade zoner: Två regioner på jorden som avgränsas av 23,5 grader latitud och 66,5 grader latitud.
Torrid zon: Zon på jorden som avgränsas av 23,5 grader nordlig och sydlig latitud.
Vårdagjämningen: Datum på våren när jorden upplever 12 timmars dagsljus och 12 timmars mörker, vanligtvis runt den 21 mars.
Vintersolstånd: Datum då solens middagshöjd är som lägst på norra halvklotet, vanligtvis den 22 december.
Under sommaren bidrar två effekter till att ge varmare väder. För det första faller solens strålar mer direkt på jordens yta, vilket ger en starkare uppvärmningseffekt. För det andra är dagsljustimmarna fler än natttimmarna. Solens strålar värmer jorden under dagsljuset och jorden svalnar på natten genom att återge värme tillbaka till rymden. Eftersom det är längre perioder av dagsljus och kortare perioder av mörker under sommaren tar jorden emot mer solvärme än vad den avger tillbaka till rymden. Därför är det varmare i de områden där det är sommar.
Ekvinox
När jordens axel är helt parallell med solens inkommande strålar på våren – omkring den 21 mars – går solen upp i en riktning som är österut överallt på jorden och står direkt över ekvatorn vid middagstid. Som ett resultat av detta är dagsljustimmarna lika långa som natttimmarna överallt på jorden. Denna effekt ger upphov till namnet på detta datum, vårdagjämningen. Vernal kommer från det latinska ordet för ”vår”, medan ekvinox bildas av det latinska ordet för ”lika natt”. Motsvarande datum på hösten då 12 timmars dagsljus och 12 timmars mörker inträffar överallt på jorden – omkring den 23 september – kallas höstdagjämningen.
Solståndet
Efter vårdagjämningen fortsätter solen att röra sig i nordlig riktning och stiger lite längre norr om öster varje dag fram till omkring den 22 juni. Den här dagen har solen nått sin extrema position mot norr och verkar stå stilla i sin middagshöjd över horisonten. Av denna anledning kallas datumet för sommarsolståndet, från de latinska orden som betyder ”solen står stilla”. Sommarsolståndet, årets längsta dag och kortaste natt på norra halvklotet, markerar början på sommaren på norra halvklotet. Därefter börjar solen röra sig söderut. Den korsar himmelsekvatorn (höstdagjämningen) och fortsätter att röra sig söderut och stiger lite längre söder om öster varje dag tills den når sin mest extrema position söderut runt den 22 december – vintersolståndet (den kortaste dagen och längsta natten på norra halvklotet). Därefter börjar solen sin rörelse norrut tillbaka till vårdagjämningen.
Firandet av årstiderna
Tidiga samhällen firade årstidsväxlingarna på några av dessa kardinaldatum. Vårdagjämningen var en festdag för de tidiga keltiska stammarna i det gamla England, Frankrike och Irland. Andra nordeuropeiska stammar uppmärksammade också återkomsten av varmare väder på detta datum. Även vintersolståndet var en tid att fira, eftersom det markerade de allt längre dagarna som skulle leda till våren. De gamla romarna firade Saturnaliafesten vid vintersolståndet. Och även om det inte finns några historiska dokument som stöder valet av ett datum i slutet av december för Jesus av Nasaret födelse, valde de kristna på fjärde århundradet e.Kr. att fira Jesu födelse vid vintersolståndet. I det julianska kalendersystemet som användes vid den tiden inföll detta datum på den 25 december.