Ci siamo mai chiesti perchè in un anno solare c'è l'alternanza delle ormai note quattro stagioni? Infatti come sappiamo in un anno si alternano delle stagioni con più precisione quattro che possono essere riassunte cosi;

Ogni stagione ha delle caratteristiche ben precise, ci sono due stagioni intermedie l'autunno e la primavera chiamate cosi perché fungono da passaggio da un tipo di clima ad un'altro, gli stessi tipi di clima che caratterizzano le altre due stagioni precisamente il caldo che è tipico dell'estate e il freddo che è tipico dell'inverno.

Naturalmente il clima vero e proprio varia a secondo delle regioni che si prendono in considerazione visto che non si può parlare di caldo vero e proprio ai poli e nemmeno si può parlare di freddo all'equatore, comunque in linea generale sono queste le caratteristiche delle stagioni.  

Alla base dell'alternarsi delle stagioni vi é un motivo semplice dovuto essenzialmente al moto della terra e all'inclinazione del suo asse. Adesso andremo a spiegarlo in modo più approfondito.

Le stagioni astronomiche sono periodi dell'anno caratterizzati dal variare della declinazione del Sole (le stagioni calde vedono un incremento illuminativo - declinazione Nord -, al contrario di quelle fredde - declinazione Sud) e dalla diversa altezza del Sole sull'orizzonte a mezzogiorno (con il Sole più alto nelle stagioni calde e più basso nelle stagioni fredde).Il fenomeno dipende dal fatto che, durante lo spostamento lungo la sua orbita, la Terra, il cui asse forma un angolo di 23° 27' con la perpendicolare al piano dell'orbita stessa, si presenta diversamente inclinata rispetto ai raggi solari. In quello che, per l'emisfero boreale, è il solstizio d'inverno (21-22-23 dicembre), l'asse terrestre è inclinata rispetto ai raggi solari sì che questi raggiungono perpendicolarmente il tropico del Capricorno; la posizione del circolo illuminativo è tale per cui la calotta polare artica è completamente in ombra e quella antartica tutta quanta in luce. Nell'emisfero australe è il giorno ad avere la sua massima durata (inizio dell'estate), in quello boreale la notte (inizio dell'inverno). Al solstizio d'estate (21-22-23 giugno), la situazione nei due emisferi è esattamente opposta e simmetrica. Nei due equinozi, invece, l'asse terrestre è perpendicolare ai raggi del Sole, essendo questo allo zenit all'Equatore, e la durata del giorno (12 ore) è uguale a quella della notte. Laddove, il 20-21-22 marzo, inizia la primavera nell'emisfero boreale, comincia l'autunno in quello australe; e viceversa il 22-23-24 settembre.

Il tutto si può indicare nel modo che segue:

Equinozio di Primavera - 21 marzo
 Inizia la primavera nell'emisfero boreale e l'autunno in quello australe.
 Al polo Sud inizia la notte polare, mentre al polo Nord il giorno polare.
 La durata del giorno e quella della notte sono uguali.
 Il Sole sorge e tramonta rispettivamente ad Est e ad Ovest, e passa per l'equatore celeste (punto d'Ariete).

Solstizio d'Estate - 21 giugno
 Inizia l'estate nell'emisfero boreale e l'inverno in quello australe.
 Al polo Nord il Sole rimane sopra l'orizzonte per sei mesi, mentre al polo Sud ne rimane sotto per altrettanto.
 La durata del giorno è massima nell'emisfero boreale e minima in quello australe.
 Le giornate iniziano a decrescere nell'emisfero boreale e a crescere in quello australe.
 Il Sole sorge a Nord-Est e, passando al meridiano alla distanza massima di +23,5° dall'equatore celeste, tramonta a Nord-Ovest.

Equinozio d'Autunno - 23 settembre
 Inizia l'autunno nell'emisfero boreale e la primavera in quello australe.
 Al polo Nord inizia la notte polare, mentre al polo Sud il giorno polare.
 La durata del giorno e quella della notte sono uguali.
 Il Sole sorge e tramonta rispettivamente ad Est e ad Ovest e passa per l'equatore celeste (punto della Bilancia).

Solstizio d'Inverno - 21 dicembre
 Inizia l'inverno nell'emisfero boreale e l'estate in quello australe.
 Al polo Sud il Sole rimane sopra l'orizzonte per sei mesi, viceversa al polo Nord ne rimane sotto per altrettanto.
 La durata del giorno è massima nell'emisfero australe e minima in quello boreale.
 Le giornate iniziano a decrescere nel primo e a crescere nell'altro.
Il Sole sorge a Sud-Est, passa al meridiano ad una distanza di -23,5° dall'equatore celeste e tramonta a Sud-Ovest.

Gli equinozi, chiamati anche punto d'Ariete e punto della Bilancia, perchè nell'antichità il Sole appariva proiettato attraverso essi sulle omonime costellazioni, corrispondono quindi a quei due punti della sfera celeste dove il Sole transita apparentemente per l'equatore celeste, ovvero alle intersezioni di questo con l'eclittica, i nodi orbitali, che a loro volta si distinguono in:

ascendente (eq. primavera) - quando la Terra passa dal Sud della sfera celeste al Nord;

discendente (eq. autunno) - quando sei mesi dopo essa si muove nella direzione opposta.

I solstizi rappresentano invece i punti dell'orbita terrestre di massima distanza dall'equatore celeste, ovvero quelli del percorso apparente del Sole in cui

questo inverte la direzione di marcia:

solstizio d'estate - quello situato piu' a Sud nei cui pressi si trova anche quello di massima distanza della Terra dal Sole (afelio);

solstizio d'inverno - il punto piu' a Nord dall'equatore celeste, nelle cui vicinanze si trova anche quello di minima distanza dal Sole (perielio).

Da questo si denota che il maggior riscaldamento del nostro pianeta nella stagione estiva non dipende dalla distanza, ma dall'angolo d'incidenza con cui i raggi solari colpiscono la superficie e che ammonta in estate a circa 70° e d'inverno a circa 23°. Conseguentemente, a causa dell'asse terrestre che si mantiene inclinato e parallelo a se stesso, la Terra volgerà verso il Sole, al solstizio d'estate il polo Nord, e dunque l'emisfero boreale, ed al solstizio d'inverno il polo Sud, e dunque l'emisfero australe.

Alla luce di queste considerazioni risulta dunque evidente come le massime temperature non si registrino in Giugno, quando i raggi solari colpiscono la Terra piu' direttamente, bensì in Luglio ed Agosto, fatto comunque spiegabile con l'idrosfera, la massa liquida del nostro pianeta, che praticamente costituisce un gigantesco accumulatore di calore.

C'è da dire infine che le quattro stagioni, in ragione della diversa velocità orbitale della Terra, maggiore al perielio e minore all'afelio, hanno una diversa durata ognuna dall'altra.