Ada tempat-tempat di Bumi di mana durasi siang hari sama sepanjang tahun - ini adalah daerah yang terletak di khatulistiwa. Di semua wilayah lain di planet ini, panjang hari berkisar dari maksimum pada hari titik balik matahari musim panas (22 Juni) hingga minimum pada hari titik balik matahari musim dingin (22 Desember). Semakin dekat letak dataran dengan khatulistiwa, semakin lemah fluktuasi ini, dan sebaliknya.
Sumbu bumi miring ke ekliptika, yaitu ke bidang di mana sistem Matahari-Bumi berada, pada sudut sekitar 66,6 derajat. Jika bukan karena kemiringan ini, durasi siang hari di titik mana pun di Bumi akan sama sepanjang tahun, hanya ditentukan oleh garis lintang geografis wilayah tersebut. Tetapi justru karena kemiringan sumbu inilah belahan bumi utara planet ini pada periode antara ekuinoks musim semi dan musim gugur (dari 21 Maret hingga 22 September) menghadap Matahari hampir sepanjang hari. Belahan bumi selatan, masing-masing, menghadap Matahari kurang dari satu hari. Oleh karena itu, selama periode musim panas di belahan bumi utara, musim dingin di belahan bumi selatan. Nah, ketika Bumi, setelah menggambarkan setengah lingkaran di sekitar Matahari, bergerak ke titik yang berlawanan dari orbitnya, semuanya berubah. Sekarang belahan bumi selatan menghadap matahari hampir sepanjang hari, jadi musim panas dimulai di sana, dan musim dingin di belahan bumi utara. Dengan demikian, panjang hari di belahan bumi utara berkurang tajam. Di wilayah Rusia, seperti di seluruh Belahan Bumi Utara, hari musim dingin terpendek adalah 22 Desember. Ada daerah yang luas di mana malam kutub terjadi di musim dingin, yaitu, matahari tidak terbit di atas cakrawala sama sekali. Fenomena ini diamati di tempat-tempat yang terletak di utara yang disebut Lingkaran Arktik, yaitu garis lintang sekitar 66,5 derajat. Durasi malam kutub adalah dari beberapa hari hingga beberapa bulan (di daerah yang dekat dengan Kutub Utara). Setelah 22 Desember - hari titik balik matahari musim dingin - durasi siang hari terus meningkat. Pada awalnya peningkatan ini hampir tidak terlihat, karena hanya beberapa menit sehari. Tetapi secara bertahap jam siang hari menjadi lebih lama secara signifikan. Dan pada hari vernal equinox (21 Maret), yang dianggap sebagai awal musim semi astronomi, durasinya dibandingkan dengan durasi malam.
