我们已经知道,地球绕日公转轨道是个椭圆,太阳位于这个椭圆的一个焦点上。1月初为近日点,7月初为远日点,故地球从春分经过夏至到秋分即夏半年要比从秋分经过冬至到春分即冬半年多走1000多万千米的路程。由地球公转线速度每秒约30千米可以得出,地球平均每天公转的速度约为2592000千米,走完这段路程约要3.86天的时间。再加上春分到秋分这段距离,因靠近远日点,公转的速度比较慢,每秒钟约为29.3千米;从秋分到春分这段距离,因靠近近日点,运行的速度比较快,每秒钟约为30.3千米,由于公转速度快慢引起的时间差也将近4天。
这样,把上述两个天文因素加起来,下半年的天数就大约比冬半年长7天多,也就是夏半年天数为186天,冬半年的天数为179天。
从地球公转轨道图上可以看出,冬半年是从秋分过冬至到春分的这段时间,其间过近日点(1月初)。为什么距日近反而是冬天呢?
在一年中,地球与太阳距离的最远点是1.521×108千米,最近点是1.471×108千米,因距离变化,地球获得太阳热能的极大值和极小值之比为100︰93,仅相差7%;而因阳光直射点往返于南北回归线之间,南北半球各自获得的太阳能占全球获得热能的百分比变化却在70%与30%之间。
可见,地球上季节的变化,因黄赤交角的存在引起太阳直射点在南北半球之间来回移动造成的热量差异是决定性的因素。