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Le stagioni dipendono dalla quantità di energia che la Terra riceve dal Sole. Questa quantità è determinata dall'inclinazione dell'asse di rotazione terrestre e dalla sua posizione rispetto al Sole. Durante l'estate boreale, l'orientamento della Terra fa sì che il momento in cui l'emisfero settentrionale riceve il valore massimo di energia per unità di tempo sia quando il Sole è allo zenit del Tropico del Cancro (23,5°N), vale a dire al momento del solstizio d'estate. In corrispondenza con il solstizio d'inverno, invece, il Sole si trova allo zenit del Tropico del Capricorno (23,5°S) e l'emisfero settentrionale riceve il valore minimo di energia per unità di tempo. In corrispondenza degli equinozi di primavera e d'autunno, il Sole si trova allo zenit dell'equatore e la quantità di energia solare ricevuta dalla Terra per unità di tempo è uguale su entrambi gli emisferi.
Le stagioni del calendario
Le stagioni del calendario sono determinate dalle date degli equinozi e dei solstizi. Nell'emisfero settentrionale, la primavera inizia con l'equinozio di primavera (circa il 20 marzo), l'estate con il solstizio d'estate (circa il 21 giugno), l'autunno con l'equinozio d'autunno (circa il 22 settembre) e l'inverno con il solstizio d'inverno (circa il 21 dicembre).
Le stagioni astronomiche
Le stagioni astronomiche sono determinate dalla durata del soleggiamento. In Svizzera, il periodo di massimo soleggiamento è intorno al solstizio d'estate, cioè tra il 6 maggio e il 7 agosto circa. L'inverno corrisponde al periodo di minimo soleggiamento, intorno al solstizio d'inverno, tra il 7 novembre e il 4 febbraio circa. Il periodo dal 5 febbraio al 5 maggio corrisponde alla primavera e il periodo dall'8 agosto al 6 novembre all'autunno. Si noti, tuttavia, che il termine stagioni astronomiche viene spesso utilizzato nel linguaggio comune per indicare le stagioni del calendario.
Le stagioni meteorologiche
Le stagioni meteorologiche sono sfalsate rispetto a quelle del calendario e a quelle astronomiche. Per le statistiche climatologiche è più facile separare le stagioni in periodi di 3 mesi interi. Così l'estate meteorologica inizia il 1° giugno e termina il 31 agosto, comprendendo i mesi di giugno, luglio e agosto. L’autunno meteorologico inizia il 1° settembre e termina il 30 novembre, comprendendo i mesi di settembre, ottobre e novembre. L’inverno meteorologico inizia il 1° dicembre e termina il 28 febbraio, comprendendo i mesi di dicembre, gennaio e febbraio. La primavera meteorologica inizia il 1° marzo e termina il 31 maggio, comprendendo i mesi di marzo, aprile e maggio. Si tenga presente che l’andamento delle temperature durante l’anno non segue perfettamente le stagioni a seguito di una certa inerzia nell’atmosfera. Così, ad esempio, in estate anche se il soleggiamento giornaliero maggiore in Svizzera è attorno al 21 giugno, le temperature massime medie si registrano circa 3 settimane dopo, a metà luglio. Per contro in inverno il soleggiamento giornaliero minore è attorno al 21 dicembre, ma le temperature più basse si registrano attorno alla metà di gennaio.