زمین در گردشی انتقالی طی 365 روز و 6 ساعت برگرد خورشید میچرخد. محور حركت وضعی زمین به گرد خود، 23.5 درجه با محور انتقالی ( صفحه منظومه خورشیدی ) زاویه میسازد. لذا مسیر ظاهری خورشید در آسمان ( از دید بینندگان زمینی ) به علت این انحراف دایماً جابجا میشود و شبیه به یك منحنی سینوسی میماند. این انحراف باعث به وجود آمدن فصول بر روی زمین میشود ( البته سیاره مریخ نیز از این موضوع مجزا نیست ). در انقلاب تابستانی كه مصادف با آغاز تابستان در نیمكرهی شمالی زمین است، خورشید در مدار 23.5 درجه بر روی زمین كه به رأسالسرطان مشهور است،به صورت عمود میتابد ( یعنی سایه در این مدار زمین در ظهر واقعی به صفر درجه می رسد). علت این نامگذاری این مدار در روی زمین به این دلیل بوده، كه خورشید در حدود 2000 هزار سال پیش در زمان انقلاب تابستانی در صورت فلكی خرچنگ (سَرطانْ) بوده است. ولی اكنون میدانیم كه به علت حركت تقدیمی زمین خورشید در زمان انقلاب تابستانی در صورت فلكی جوزا ( دوپیکر ) به سر میبرد.
برعكس در استوا، خورشید 66.5 درجه با قطب شمال آسمان فاصله دارد و در مدار رأسالجدی و سایر مناطق قطب جنوب تا مدار جنوبگان از ارتفاع خورشید كاسته میشود تا جایی كه در مدار جنوبگان ارتفاع خورشید به صفر و در داخل این مدار خورشید دیگر طلوع نمی کند و در زیر افق قرار میگیرد. در واقع شبی طولانی و گاه بدون خورشید در این مناطق دیده خواهد شد. در واقع در نیمكرهی جنوبی برعكس نمیكرهی شمالی كه در هوای گرم به سر میبریم، هوای سرد رفته رفته بر این مناطق سایه میافكند و این چیزی جز آغاز زمستان در نیمكرهی جنوبی زمین نیست.
جالب است بدانید كه انقلاب تابستانی حتی در اندازهگیری شعاع زمین نیز دخالت داشته است. سالها پیش "اراتوستن" سر کتابدار موزه اسکندریه، نخستین کسی است که اندازه زمین را محاسبه میكند . او متوجه شد که در ظهر روز اول تابستان، ستونهای عمودی در شهر سیرن (اسوان امروز) هیچ سایهای نمیاندازد ولی همان زمان در شهر اسکندریه در شمال شهر سیرن ستونهای عمودی عقربه ساعت خورشیدی سایه میاندازد. او با اندازهگیری طول سایه و ارتفاع ستون، تخمین زد که فاصله اسکندریه با سمت الراس ۷.۲ درجه است و از آنجایی که این رقم حدود یک پنجاهم ۳۶۰ درجه است پس محیط زمین باید پنجاه برابر فاصله دو شهر اسکندریه و سیرن باشد. سپس محیط زمین به دست آمد و به این ترتیب قطر زمین به دست میآید که فقط ۱۵۰ کیلومتر با میزان فعلی تفاوت دارد.




