في أواخر شهر كانون الأول (ديسمبر) من كل عام، يكون ميل محور الأرض على نحو من شأنه أن يجعل شطراً أكبر من نصف الكرة الجنوبي معرضاً لأشعة الشمس عن نظيره من النصف الشمالي، فأشعة الشمس التي نعتبرها لأغراض عملية أشعة متوازية، تصل في هذه الحالة إلى منطقة القطب الجنوبي وما وراءه، في حين أنها لا تسقط اطلاقاً على منطقة القطب الشمالي، ولذا فإنه على الرغم من دوران الأرض حول نفسها، وتعاقب الليل والنهار على وجهيها، إلا أن منطقة القطب الجنوبي تنعم بنهار دائم، في حين يظل القطب الشمالي في ليل دامس طویل (شكل 12). وفي أواخر شهر حزيران (يونيو) يحدث العكس، فعلى الرغم من بقاء محور الأرض مائلاً بنفس الدرجة، وموازياً لاتجاهه السابق، إلا أن الميل في هذه الحالة من شأنه أن يجعل شطراً أكبر من نصف الكرة الشمالي معرضاً لأشعة الشمس عن نظيره في النصف الجنوبي، وهذا الوضع يؤدي إلى أن تصل أشعة الشمس منطقة القطب الشمالي وما وراءها، فيكون هناك نهار دائم، بينما يظل القطب الجنوبي في ليل دائم.

هي التي فيما بين الوضعين المتطرفين السابقين، تحتل الكرة الأرضية موضعين وسطا في أواخر شهري آذار (مارس) وأيلول (سبتمبر)، بحيث يغطي ضوء النهار في هذين الوضعين نصف الكرة المواجه للشمس تماماً من القطب إلى القطب، ومن ثم فإن الأرض في دورتها اليومية حول نفسها تجعل كل بقعة على ظهرها تتمتع بنهار لمدة 12 ساعة، وليل لمدة 12 ساعة أخرى، ويتساوى الليل والنهار في جميع بقاع الأرض في أواخر الشهرين المذكورين.

بناء على ما سبق يمكن أن نوضح هنا أن أربعاً من دوائر العرض المسماة آنفاً، ، تحدد مسار الهجرة الظاهرية للشمس من فصل لآخر، فمحور الأرض إذ يميل دائما بمقدار 30 023 عن الوضع العمودي، وفي اتجاه ثابت طوال الوقت، فإن أشعة الشمس المتوازية عند سقوطها على سطح الأرض المنحني، لا تسقط بشكل عمودي سوى على جزء محدود من سطحها، في حين تصل أشعتها بقية الجهات الأخرى بزوايا ميل تختلف من جزء لآخر، ومن فصل لآخر. فحينما تكون الأرض في الوضع الذي يجعل نصفها الشمالي مائلاً تجاه الشمس بمقدار 30 23° في 21 حزيران، فإن أشعة الشمس العمودية في ظهر ذلك اليوم تسقط على دائرة العرض 30 23° شمالاً. ولهذه الحقيقة أهمية كبرى بالنسبة للانسان، حيث أن سقوط الأشعة عمودية على هذا النحو يؤدي إلى تمتع النصف الشمالي بطاقة حرارية عالية، فيكون هذا هو فصل الصيف في النصف الشمالي من الكرة الأرضية. ولما كانت دائرة العرض المذكورة نفسها هي التي تحدد أقصى بقعة تسقط عليها أشعة عمودية في أي وقت بنصف الكرة الشمالي، فقد ميزت وسميت بمدار السرطان.

بعد ستة شهور من التاريخ السابق، أي في كانون الأول (ديسمبر) يحدث العكس، إذ يكون نصف الكرة الجنوبي مائلاً تجاه الشمس بمقدار 30 23°، ولهذا فإن أشعة الشمس العمودية في ظهر ذلك اليوم تتلقاها دائرة العرض "30 23° جنوباً، فيكون هذا هو فصل الصيف الجنوبي، ولما كانت الدائرة السابقة هي التي تحدد أقصى بقعة على ظهر الأرض في هذا النصف تسقط بها أشعة عمودية وقت الزوال، فقد ميزت وأطلق عليها اسم مدار الجدي.

نخلص من هذا القول بأن أشعة الشمس العمودية لا تتعدى ذلك النطاق من الكرة الأرضية الذي يحده المداران، بمعنى أن جميع البقاع الواقعة إلى الشمال أو الجنوب منه، لا تصل إليها أشعة عمودية في أي وقت من أوقات السنة. وينبغي أن نوضح هنا أيضاً أن الشمس إذ تتعامد على أحد المدارين، فإن ذلك لا يحدث سوى وقت زوال ظهر يوم واحد فقط هو يوم الانقلاب الصيفي بالنسبة لكل مدار، فالشمس حينما تتعامد على مدار الجدي ظهر يوم 21 كانون الأول، فإنها تكر عائدة (حركة ظاهرية) إلى موقع آخر شمال ذلك المدار في اليوم التالي. فمن الواضح إذن أن أية بقعة بين المدارين تتعامد عليها الشمس مرتين أو ظهيرة يومين في العام، وذلك في رحلتها الظاهرية ذهاباً وإياباً، حتى الدائرة الاستوائية نفسها، لا تتعامد الشمس عليها تماماً سوى ظهر يومين فقط من أيام السنة، هما يوم الاعتدال الربيعي في 21 آذار، ويوم الاعتدال الخريفي حوالي يوم 21 أيلول.

كما هو الحال بالنسبة للمدارين، فإن الدائرتين القطبيتين الشمالية والجنوبية، تحددان العلاقة بين الأرض وزاوية ميل أشعة الشمس الساقطة عليها في الفصول المختلفة، ففي يوم الانقلاب الصيفي، حين يكون نصف الكرة الشمالي مائلاً تجاه الشمس، وتكون أشعتها عمودية على مدار السرطان، فإن أكثر أشعة الشمس ميلاً تصل القطب الشمالي وما وراءه بمقدار 30 23°، ومن ثم فإن الدائرة التي تحدد هذه المساحة دون القطب هي التي يطلق عليها اسم الدائرة القطبية الشمالية ودرجتها "30 66° شمالاً (لاحظ درجة القطب هي °90 - 30 °23 ميل المحور 30 66°.

بعد ستة أشهر من التاريخ السابق يحدث العكس، أي يصير الانقلاب الصيفي في نصف الكرة الجنوبي، فتصل أشعة الشمس بصفة مستديمة على مدار 24 ساعة لنطاق الكرة الأرضية الذي تبلغ مساحته الحيز الواقع داخل "30 23° حول القطب الجنوبي، فيحدد هذا النطاق الدائرة القطبية الجنوبية ودرجتها 30 66° جنوباً. يلاحظ أيضاً أن الدائرتين القطبيتين تعينان أقصى مدى تصل إليه أشعة الشمس في فصل الشتاء بكل من نصفي الكرة، أي أنه النطاق الذي لا تستطيع الشمس اجتيازه شمالاً في فصل الشتاء الشمالي، أو جنوبه في فصل الشتاء الجنوبي، ومن ثم يبقى هذا النطاق في ليل دائم طوال فصل الشتاء لنصفي الكرة , ظهر كم يوم في السنة تتلقى المواقع التالية أشعة الشمس العمودية: 1- العقبة على درجة عرض 29° شمالاً تقريباً. 2- السد العالي على درجة عرض 30 23° شمالاً. 3- الخرطوم على درجة عرض 15° شمالاً تقريباً.