Có những nơi trên Trái đất có thời gian ban ngày giống nhau quanh năm - đó là những khu vực nằm trên đường xích đạo. Ở tất cả các khu vực khác trên hành tinh, độ dài của ngày dao động từ cực đại vào ngày hạ chí (22 tháng 6) đến tối thiểu vào ngày đông chí (22 tháng 12). Địa hình càng nằm gần xích đạo thì những dao động này càng yếu và ngược lại.
Trục của Trái đất nghiêng về mặt hoàng đạo, tức là, với mặt phẳng mà hệ Mặt trời - Trái đất nằm, một góc xấp xỉ 66,6 độ. Nếu không có độ nghiêng này, thời lượng của giờ ban ngày tại bất kỳ điểm nào trên Trái đất sẽ giống nhau quanh năm, chỉ được xác định theo vĩ độ địa lý của khu vực. Nhưng chính vì độ nghiêng của trục này mà bán cầu bắc của hành tinh trong khoảng thời gian giữa xuân phân và thu phân (từ ngày 21 tháng 3 đến ngày 22 tháng 9) đối mặt với Mặt trời trong hầu hết thời gian trong ngày. Nam bán cầu, tương ứng, hướng về phía Mặt trời ít hơn trong ngày. Do đó, trong thời gian ở Bắc bán cầu là mùa hè, ở Nam bán cầu là mùa đông. Chà, khi Trái đất, đã mô tả một hình bán nguyệt xung quanh Mặt trời, di chuyển đến điểm đối diện với quỹ đạo của nó, mọi thứ sẽ thay đổi. Bây giờ bán cầu nam đối mặt với mặt trời trong hầu hết thời gian trong ngày, vì vậy mùa hè bắt đầu ở đó, và mùa đông ở bán cầu bắc. Theo đó, độ dài của ngày ở Bắc bán cầu bị giảm mạnh. Trên lãnh thổ của Nga, cũng như toàn bộ Bắc bán cầu, ngày mùa đông ngắn nhất là ngày 22 tháng 12. Có những khu vực rộng lớn mà đêm vùng cực xảy ra vào mùa đông, tức là mặt trời hoàn toàn không nhô lên khỏi đường chân trời. Hiện tượng này được quan sát thấy ở những nơi nằm ở phía bắc của cái gọi là Vòng Bắc Cực, tức là vĩ độ xấp xỉ 66,5 độ. Thời gian của đêm vùng cực từ vài ngày đến vài tháng (ở những vùng gần với Bắc Cực). Sau ngày 22 tháng 12 - ngày Đông chí - thời lượng của các giờ ban ngày tăng dần đều. Lúc đầu, sự gia tăng này hầu như không thể nhận thấy, vì nó chỉ là vài phút mỗi ngày. Nhưng dần dần giờ ánh sáng ban ngày trở nên dài hơn đáng kể. Và vào ngày tiết phân (21 tháng 3), được coi là ngày bắt đầu của mùa xuân thiên văn, thời lượng của nó được so sánh với thời gian của đêm.
