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Toutes les planètes tournent sur des axes inclinés. L'inclinaison de la Terre de 23,5° par rapport à son plan orbital est la cause de nos saisons. Comparée à l'inclinaison de près de 90° d'Uranus ou aux modestes 3° de Jupiter, l'inclinaison de la Terre crée un cycle saisonnier prononcé :chaque pôle profite de la moitié de l'année de la chaleur estivale et de l'autre moitié du froid hivernal. Les progressions saisonnières qui en résultent dans les hémisphères nord et sud se reflètent, convergeant vers les équinoxes.
Les équinoxes de printemps et d'automne, où le jour et la nuit sont presque égaux, surviennent chaque année dans un intervalle d'environ trois jours, bien que la date exacte du calendrier change. Par exemple, l'équinoxe de septembre est tombé le 23 septembre en 2011 et le 22 septembre en 2012. Les solstices présentent un schéma similaire, marquant les points de plus grande inclinaison axiale par rapport au Soleil.
Alors que le terme « équinoxe » désigne une date, l'événement sous-jacent – le passage du Soleil à l'équateur céleste – a lieu à un seul instant. Les almanachs enregistrent ce moment en temps moyen de Greenwich (GMT) ou en temps universel coordonné (UTC). Les observateurs du monde entier doivent traduire cet horodatage universel dans leur fuseau horaire local pour assister à l'événement, qui peut se produire de jour pour certaines régions et de nuit pour d'autres.
En théorie, le jour et la nuit devraient être de même longueur à l'équinoxe, mais l'équateur ne connaît jamais une symétrie parfaite, et les latitudes plus élevées trouvent souvent leurs longueurs égales les jours adjacents à l'équinoxe. Deux effets atmosphériques sont à l'origine de cet écart. Premièrement, la réfraction courbe la lumière du soleil, permettant au Soleil d’être visible avant son lever et après son coucher. Deuxièmement, le disque du Soleil a une largeur angulaire; le lever du soleil commence lorsque son bord d'attaque touche l'horizon et le coucher du soleil se termine lorsque son bord de fuite disparaît. Ensemble, ces facteurs prolongent la lumière du jour apparente de plus de six minutes.