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La terre effectue, en année, une orbite plane autour du soleil qui occupe l'un des foyers. La succession des jours et des nuits sur un méridien, est due à la rotation de la terre sur elle-même autour de l'axe passant par ses pôles.

L'axe des pôles étant incliné par rapport au plan de l'orbite, la température moyenne sur un méridien, dépend de l'incidence des rayons solaires et non de la distance séparant la terre du soleil. En été, les rayons solaires arrivent sur le sol avec une inclinaison plus proche de la verticale qu'en hiver, ce qui explique que la température moyenne est plus élevée et que, lorsque c'est l'été dans l'hémisphère nord, c'est l'hiver dans l'hémisphère sud et inversement.

En hiver, la figure ci-dessous montre qu'il fera nuit 24 heures sur 24 aux pôles. Cela se traduit par des nuits d'autant plus longues sur un parallèle que sa latitude sera élevée, et inversement pour la durée du jour.

En tout point de la terre, il sera 12 heures (midi) lorsque le soleil est au zénith , c'est à dire lorsqu’il passe à la verticale du méridien

L'heure locale d'un méridien sera fonction de sa longitude. La terre effectuant une rotation complète en 24 heures, soit 360° sur elle-même, lorsqu'elle a effectué un degré de rotation il s'est écoulé :

1° = 4 minutes par conséquent : heure locale = UTC - long x 4

Elle commence 30 minutes après le coucher du soleil, et se termine 30 avant son lever.