Дни 21 марта и 23 сентября называются весенним и осенним равноденствием соответственно. В эти дни центр солнца пересекает небесный экватор, деля таким образом день и ночь на равные (по 12 часов) отрезки.
Дни 22 июня и 22 декабря называются летним и зимним солнцестоянием соответственно. В эти дни центр Солнца проходит через наиболее удаленные точки эклиптики. Летом это приводит к самому длинному дню, а зимой – самой длинной ночи.
22 июня Солнце в зените над Северным тропиком, 22 декабря – над Южным тропиком.
В дни равноденствий Солнце находится в зените над экватором.
Продолжительность светового дня увеличивается или уменьшается из – за соотношения наклона Земли к положению Солнца на эклиптике.
Весной средняя температура постепенно растет, осенью – уменьшается.
Вблизи 21 марта и 23 сентября Земля расположена относительно Солнца таким образом, что граница света и тени на поверхности Земли проходит через полюса. А поскольку каждая точка на поверхности Земли совершает суточное движение вокруг земной оси, то ровно половину суток она будет на освещенной части земного шара, а вторую половину - на затененной. Таким образом, в эти даты день равен ночи, и они называются соответственно днями весеннего и осеннего равноденствий. Земля в это время находится на линии пересечения плоскостей экватора и эклиптики, т. е. в точках весеннего и осеннего равноденствий, соответственно.
Выделим еще две особенные точки на орбите Земли, которые называются точками солнцестояний, а даты, на которые приходится прохождение Земли через эти точки, днями солнцестояний.
В точке летнего солнцестояния, в которой Земля бывает вблизи 22 июня (день летнего солнцестояния) , северный полюс Земли направлен в сторону Солнца, и большую часть суток любая точка северного полушария освещена Солнцем, т. е. в эту дату день - самый длинный в году.
В точке зимнего солнцестояния, в которой Земля бывает вблизи 22 декабря (день зимнего солнцестояния) , северный полюс Земли направлен в сторону от Солнца, и большую часть суток любая точка северного полушария находится в тени, т. е. в эту дату ночь - самая длинная в году, а день - самый короткий.
Из-за того, что календарный год по продолжительности не совпадает с периодом обращения Земли вокруг Солнца, дни равноденствий и солнцестояний в разные годы могут приходиться на разные дни ( один день от названных выше дат) . Однако в дальнейшем при решении задач мы будем пренебрегать этим и считать, что дни равноденствий и солнцестояний всегда приходятся на указанные выше даты.