Variasi waktu siang dengan latitud dan musim Siang_(astronomi)

Siang Bumi, Solstis UtaraSiang Bumi, Solstis Selatan

Oleh sebab paksi putaran Bumi condong pada lebih kurang 23.5 darjah dari garis tegak lurus (berbanding satah orbitnya), panjang tempoh hari siang berubah seiring musim di permukaan Bumi bergantung kepada latitud sipemerhati. Kawasan-kawasan yang mengalami musim panas menyenget terhadap Matahari. Sengetan ini meningkatkan sinaran suria langsung dan menyebabkan lebih separuh hari diterangi cahaya dan suhu yang lebih tinggi. Sementara tambahan cahaya dapat meningkatkan kenaikan suhu pada musim panas, sebahagian besar kenaikan ini disebabkan sinaran suria langsung dan bukan pertambahan cahaya siang hari. Sudut Matahari yang tinggilah (dekat 90 darjah) penyebab kepanasan kawasan tropika dan sudutnya yang rendah (hanya sedikit di atas ufuk) pula mendatangkan kesejukan kawasan-kawasan kutub. Hakikat yang tempoh cahaya siang tidak mendatangkan kesan terhadap suhu dapat dilihat daripada kesejukan kawasan-kawasan kutub kendatipun kawasan-kawasan tersebut menerima cahaya suria selama 24 jam pada musim panas, sementara kawasan khatulistiwa masih panas walaupun hanya mendapat cahaya suria selama 12 jam.

Walaupun panjang waktu siang tetap 12 jam di Khatulistiwa pada semua musim, di latitud lain pula panjang waktu siang berubah dengan perubahan musim. Sewaktu musim sejuk, tempoh siang kurang daripada 12 jam; pada musim panas pula, ia lebih daripada 12 jam. Apabila musim panas berlaku di kawasan ke utara Khatulistiwa, musim sejuk berlaku di selatan Khatulistiwa, dan sebaliknya.

Di khatulistiwa

Di Khatulistiwa, tempoh siang sentiasa hampir dua belas jam panjang, tidak kira apa musim. Matahari sentiasa naik hampir berserenjang dengan kaki langit. Dari Ekuinoks Mac ke Ekuinoks September, ia naik sedikit utara timur, dan terbenam sedikit utara barat. Dari Ekuinoks September ke Ekuinoks Mac, ia naik sedikit selatan timur dan terbenam sedikit selatan barat. Laluan Matahari terletak sepenuhnya di bahagian utara langit bagi tempoh dari Ekuinoks Mac ke Ekuinoks September dan adalah sepenuhnya dalam separuh selatan langit dari Ekuinoks September ke Ekuinoks Mac, dengan Matahari melalui tegak di atas ketika tengah hari equinoks.

Hakikat bahawa matahari sentiasa begitu hampir kepada kedudukan tegak di Khatulistiwa pada tengah hari (tidak pernah menjadi lebih daripada 23.5 darjah utara atau selatan) menjelaskan mengapa kawasan khatulistiwa adalah kawasan paling hangat di keseluruhan planet. Selain itu, matahari terbit dan matahari terbenam sentiasa berlaku dengan cepat di khatulistiwa, kerana laluan Matahari di langit yang hampir-hampir tegak dengan ufuk; di ekuinoks, Matahari hanya memerlukan dua minit untuk merentasi ufuk ketika matahari terbit dan matahari terbenam.

Di kawasan tropika

Kawasan tropika menduduki sebahagian dari permukaan bumi antara 23.5° latitud utara dan 23.5° latitud selatan. Dalam jalur ini, Matahari akan melalui hampir tegak di atas pada sekurang-kurangnya satu hari setahun. Garis 23.5° latitud utara dipanggil Garisan Sartan, kerana apabila dinamakan, Matahari melalui tegak di lokasi ini semasa ia dalam tanda zodiak Sartan (Cancer). Garis bersamaan latitud selatan dipanggil Garisan Jadi (Capricorn), atas sebab-sebab yang sama. Walau bagaimanapun, jika ia dinamakan pada hari ini menggunakan buruj di mana matahari kini berada semasa ia tegak di atas garis tropika, ia akan dipanggil, masing-masing, Garisan Jauza (Gemini) dan Kaus (Sagittarius). Matahari masuk dan keluar setiap tanda zodiak sedikit lewat setiap tahun pada kadar kira-kira 1 hari setiap 72 tahun. Untuk maklumat lanjut, lihat liukan ekuinoks.