توانایی پیش بینی فصلها به واسطه ردیابی نقاط طلوع و غروب خورشید طی یک سال یکی از کلیدی ترین رموز بقا در دورانهای باستان بوده است بابلی ها، مایاها و دیگر فرهنگهای کهن سامانه های پیچیده ای را برای ردیابی تغییرات فصلی به وجود می آوردند اما کشف دانش نهفته در پس تغییر فصلها قرنها به طول انجامید.

"نیکلای کوپرنیک" با اعلام اینکه خورشید و نه زمین، مرکز سامانه خورشیدی قرار دارد به صورت ریشه ای دیدگاه انسان از اختر شناسی را تغییر داد و این دیدگاه به درک پیشرفته انسان از ارتباط میان خورشید و زمین منتهی شد.

اکنون انسان می داند زمین در مسیری بیضی شکل به دور خورشید می چرخد و به صورت همزمان حول مداری که نسبت به سطح مداری اش دارای شیب است، نیز در حرکت است این به آن معنی است که نیم کره های متفاوت در طول سال در معرض مقادیر مختلفی از نور خورشید قرار دارند به دلیل اینکه خورشید منبع نور، انرژی و حرارت زمین به شمار می رود، تغییر شدت و تمرکز تابشهای آن منجر به آغاز فصلهای زمستان، بهار، تابستان و پاییز می شود.

انقلابها و اعتدالها

فصلها در واقع به واسطه انقلابها و اعتدالها (Solstices and Equinoxes) به وجود می آیند، عبارات اخترشناسی که با شیب زمین در ارتباط است.

انقلابها نشانگر زمانی هستند که قطبهای زمین به حداکثر فاصله خود از خورشید و یا حداکثر فاصله به سوی خورشید رسیده باشند، این زمانی است که تفاوت میان ساعات روز و شب به بیشترین حالت خود می رسد. انقلابها هر سال در روزهای 20 یا 21 ژوئن و 21 یا 22 دسامبر رخ می دهند و نمایانگر آغاز رسمی فصلهای تابستان و زمستان هستند.

اعتدال بهاری و اعتدال پاییزی به ترتیب منادی آغاز بهار و پاییز اند، در این زمان از سال خورشید دقیقا بر فراز خط استوای زمین قرار گرفته و طول روزها و شبها در بیشتر نقاط سیاره با هم برابر است.

هر سال در 20 یا 21 ماه مارچ نیمکره شمالی اعتدال بهاری را تجربه کرده و از نشانه های سبز بهار لذت می برد در همان زمان در نیمکره جنوبی با آغاز اعتدال پاییزی بادها سردتر شده و پاییز آغاز می شود.

اعتدال دیگر سال در 22 یا 23 سپتامبر رخ می دهد زمانی که رنگهای سبز تابستان در نیمکره شمالی به نارنجی پاییز می گراید و در نیمکره جنوبی، سپیدی زمستان پذیرای ردپای سبز بهاری می شود.

اعتدالها و انقلابها به واسطه همخوانی شیب متغییر زمین با مدار آن به دور خورشید، از سالی به سال دیگر تغییر می کنند. امسال لحظه آغاز انقلاب در ماه ژوئن ساعت 7:28 دقیقه روز دوشنبه خواهد بود این لحظه ای است که جایگاه ظاهری خورشید در آسمان در دورترین حد شمالی قرار دارد.

تاثیر بر روی آب و هوا

به گزارش مهر، تغییرات فصلی تاثیرات متفاوتی بر روی آب و هوا از خود به جا می گذارند، در حدود انقلاب ژوئن، قطب شمال به سمت خورشید متمایل شده و نیمکره شمالی تابستان را آغاز خواهد کرد. تراکم تابشهای خورشیدی در این زمان بیشتر خواهد بود زیرا این تابشها به صورت مستقیم تابیده شده و یا به عبارتی دیگر نور خورشید بر روی منطقه کوچکتری از زمین متمرکز می شود. در این دوره روزها طولانی تر شده و همین ویژگی نیز باعث افزایش میزان جذب تابشهای خورشیدی طی 24 ساعت روز خواهد شد دیگر عامل تاثیر گذار در تغییرات آب و هوایی کوتاهتر شدن مسیر پرتوهای خورشیدی از میان اتمسفر جاذب انرژی قبل از رسیدن به زمین است.

هنگامی که تابستان در نیمکره شمالی آغاز شده است، قطب جنوب از خورشید فاصله گرفته و آغاز سرما را احساس خواهد کرد. تابشهای پر حرارت خورشید در این نیمکره سطوح وسیعتری را پوشش داده و قبل از رسیدن به زمین باید مسافت طولانی را از میان اتمسفر سفر کنند، در این دوره مجال نور خورشید برای تابیدن بر روی زمین نیز کوتاهتر خواهد بود. این شرایط در ماه دسامبر برعکس خواهد شد.

در حالی که انقلابها نقطه اوج تابستان و زمستان را متناسب با شدت پرتوهای خورشیدی نمایان می سازند، توانایی تعیین سردترین یا گرم ترین روزها را ندارند؛ شاید به این دلیل که حرارت روزها تنها به میزان حرارتی که اتمسفر از خورشید می گیرد ارتباط نداشته و به میزان حرارتی که طی جذب این حرارت توسط زمین و اقیانوسها، از دست می رود نیز بستگی دارد.

بر اساس گزارش ان بی سی، تنها زمانی که زمین و اقیانوسها به اندازه ای حرارت جذب کنند که با حرارت اتمسفر به تعادل برسند، انسان قادر خواهد بود سردترین روزهای زمستانی و گرمترین روزهای تابستانی را احساس کند.