Наклон оси является основной причиной смены времён года, как показано на рис. 3-5. Поскольку ось вращения всегда наклонена в одном и том же направлении, пока планета делает оборот вокруг своего солнца, в течение части года одно полушарие наклонено в сторону солнцу, а другое — от него, а через полгода положение полушарий меняется на противоположное. В наклоненном к солнцу полушарии наступает «лето» с длинными днями и высокими температурами, а в другом — «зима» с короткими днями и низкими температурами. Разница между летними и зимними условиями достигает своей крайности на полюсах, а наименьшей она будет на экваторе. Этот факт представляет собой важнейшее различие между полярными и тропическими регионами, между которыми лежат умеренные зоны.
Конечно, на сезоны могут влиять и другие факторы. Планета Иштар в романе Пола Андерсона «Время огня» вращается близко к одной звезде, и одновременно вокруг них обеих по очень эксцентричной орбите с периодом около тысячи лет вращается красный гигант. Жизни в том месте приходилось приспосабливаться к длительным периодам экстремальной жары через большие промежутки времени (всякий раз, когда красный гигант оказывается рядом), и каждому, кто серьёзно интересуется созданием миров на передовом уровне и разработкой экзотических инопланетян, следует изучить, как это происходит. В более прозаических ситуациях, когда планета, более или менее похожая на Землю, обращается вокруг одиночной звезды, самое значительное внимание, безусловно, стоит уделить наклону её оси. Даже если орбита не совсем круговая, перемены, являющиеся следствием изменения расстояния до светила, невелики по сравнению с переменами, которые вызывает изменение угла падения солнечного света.
РИСУНОК 3-5 Наклон оси вращения планеты является основной причиной смены времён года. Здесь мы видим (не в масштабе!) планету, вращающуюся вокруг своего солнца; ось её вращения наклонена вправо на угол θ от перпендикуляра к плоскости орбиты. Показана одна линия широты в северном («верхнем») полушарии. Когда планета находится в крайнем правом положении, эта линия большую часть времени проводит в тёмной области (зима), а в крайнем левом положении большую часть времени она проводит на солнце (лето). В промежуточных положениях все части планеты проводят равные части суток в свете и темноте (весеннее и осеннее равноденствия). В южном полушарии времена года противоположны таковым в северном, но по тем же причинам.
Наклон оси Земли составляет 23,5°; у других планет в Солнечной системе его значения колеблются от практически 0 до более чем 90°. (Планета «90+», Уран, фактически лежит на боку и кружится «в обратную сторону».) Если вы представите себе наклоны оси, отличные от показанных на рис. 3-5, то поймёте, почему изменение наклона оси было бы настолько важным. Без наклона каждая часть планеты получала бы поровну дневного света и ночи, а солнце поднималось бы под одним и тем же максимальным углом над горизонтом все дни в году. Не существовало бы времён года, и это положение дел могло бы повлечь за собой побочные эффекты вроде засушливых условий в средних широтах, которые являются нашими умеренными зонами, поскольку наши запасы воды в умеренном поясе сильно зависят от весеннего таяния зимнего снега.
Если вы удвоите наклон Земли до 47°, то дело не ограничится тем, что сезонные изменения будут гораздо более резкими: с климатическими зонами также случится нечто странное. Аналоги наших тропиков Рака и Козерога (самые высокие широты, на которых солнце всегда находится прямо над головой) сместятся к 47° северной и южной широты, и одновременно северный и южный полярные круги (самые низкие широты, на которых солнце всегда находится прямо над горизонтом или за ним в течение целого дня или более) сдвинутся до широты 43°. Таким образом, умеренных зон вообще не было бы, а пояс между 43° и 47° в каждом из полушарий сочетал бы в себе некоторые из самых суровых особенностей тропических и полярных областей!