Hay lugares en la Tierra donde la duración de las horas de luz es la misma durante todo el año; estas son áreas que se encuentran en el ecuador. En todas las demás regiones del planeta, la duración del día varía desde un máximo el día del solsticio de verano (22 de junio) hasta un mínimo el día del solsticio de invierno (22 de diciembre). Cuanto más cerca se encuentra el terreno del ecuador, más débiles son estas fluctuaciones y viceversa.
El eje de la Tierra está inclinado hacia la eclíptica, es decir, hacia el plano en el que se ubica el sistema Sol-Tierra, en un ángulo de aproximadamente 66,6 grados. Si no fuera por esta inclinación, la duración de las horas de luz en cualquier punto de la Tierra sería la misma durante todo el año, estando determinada únicamente por la latitud geográfica de la zona. Pero es precisamente por esta inclinación del eje que el hemisferio norte del planeta en el período comprendido entre el equinoccio de primavera y el de otoño (del 21 de marzo al 22 de septiembre) se enfrenta al Sol durante la mayor parte del día. El hemisferio sur, respectivamente, está frente al Sol durante menos parte del día. Por lo tanto, durante el período de verano en el hemisferio norte, es invierno en el hemisferio sur. Bueno, cuando la Tierra, habiendo descrito un semicírculo alrededor del Sol, se mueve al punto opuesto de su órbita, todo cambia. Ahora, el hemisferio sur está frente al sol durante la mayor parte del día, por lo que el verano comienza allí y el invierno en el hemisferio norte. En consecuencia, la duración del día en el hemisferio norte se reduce drásticamente. En el territorio de Rusia, como en todo el hemisferio norte, el día de invierno más corto es el 22 de diciembre. Hay vastas áreas donde las noches polares ocurren en invierno, es decir, el sol no se eleva en absoluto por encima del horizonte. Este fenómeno se observa en lugares ubicados al norte del llamado Círculo Polar Ártico, es decir, una latitud aproximada de 66,5 grados. La duración de la noche polar es de varios días a varios meses (en zonas cercanas al Polo Norte). Después del 22 de diciembre, el día del solsticio de invierno, la duración de las horas de luz aumenta constantemente. Al principio este aumento es casi imperceptible, ya que son solo unos minutos al día. Pero gradualmente las horas de luz se alargan significativamente. Y el día del equinoccio vernal (21 de marzo), que se considera el inicio de la primavera astronómica, se compara su duración con la duración de la noche.
