Solstício

Em torno do Sol, a Terra descreve uma curva elíptica denominada órbita.
A trajetória da órbita da Terra é chamada eclíptica e o plano que a contém é referido como o plano da eclíptica.

Em sua translação em torno do Sol, o eixo de rotação da Terra não é perpendicular ao plano da eclíptica mas inclinado, sempre na mesma direção, formando um ângulo de 23° 27’ com esta perpendicular.
Como o eixo é inclinado, os dias e as noites não têm a mesma duração em todos os lugares da Terra.

ecliptica
Apenas em duas ocasiões, aproximadamente em 21 de março e em 23 de setembro a noite e o dia duram, em todos os lugares da Terra, cerca de 12 horas cada um: são os equinócios.
Nestas datas a reta imaginária determinada pelos centros da Terra e do Sol corta o globo terrestre num ponto do paralelo de latitude 0° , isto é, os raios solares incidem perpendicularmente sobre a linha do Equador, que recebe então mais calor. Os dois hemisférios são igualmente iluminados e aquecidos.
esquinocios
Temos o dia mais longo e a noite mais curta quando a Terra inclina o Pólo Sul na direção mais próxima ao Sol, começa no Hemisfério Sul, o verão, em 21 de dezembro: é o solstício de verão.
No Hemisfério Norte a situação se inverte: os dias são mais curtos e as noites mais longas. É o soltício de inverno. Em 21 de junho, o Hemisfério Sul tem seu solstício de inverno, com a mais longa noite do ano e o Hemisfério Norte, o solstício de verão.
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Material original consultado do Professor Sérgio Alves, IME/USP.