No hemisfério de verão as alturas do Sol são maiores, os dias mais longos e há mais radiação solar. No hemisfério de inverno as alturas do Sol são menores, os dias mais curtos e há menos radiação solar.


Coordenadas Geográficas
A quantidade total de radiação solar recebida depende não apenas da duração do dia como também da altura do Sol. Como a Terra é curva, a altura do Sol varia com a latitude. Isto pode ser visto na Fig. abaixo. A altura do Sol influencia a intensidade de radiação solar, ou irradiância, que é a quantidade de energia que atinge uma área unitária por unidade de tempo (também chamada densidade de fluxo), de duas maneiras. Primeiro, quando os raios solares atingem a Terra verticalmente, eles são mais concentrados.
Quando menor a altura solar, mais espalhada e menos intensa a radiação. Segundo, a altura do sol influencia a interação da radiação solar com atmosfera. Se a altura do sol decresce, o percurso dos raios solares através da atmosfera cresce e a radiação solar sofre maior absorção, reflexão ou espalhamento, o que reduz sua intensidade na superfície.

Variação da altura do Sol com a latitude. Se a altura do Sol é pequena, os raios que atingem a Terra percorrem distância maior na atmosfera.

Variações na altura do Sol causam variações na quantidade de energia
solar que atinge a Terra. Quanto maior a altura, maior a energia recebida.
Há 4 dias com especial significado na variação anual dos raios solares em relação à Terra. No dia 21 ou 22/12 os raios solares incidem verticalmente (h=90°) em 23°27’S (Trópico de Capricórnio). Este é o solstício de verão para o Hemisfério Sul (HS). Em 21 ou 22/6 eles incidem verticalmente em 23°27’N (Trópico de Câncer).
Este é o solstício de inverno para o HS. A meio caminho entre os solstícios ocorrem os equinócios (dias e noites de igual duração). Nestas datas os raios verticais do Sol atingem o equador (latitude = 0°).
No HS o equinócio de primavera ocorre em 22 ou 23 de setembro e o de outono em 21 ou 22 de março. As direções relativas dos raios solares e a posição do círculo de iluminação para essas datas estão representadas na Figura abaixo.

Características dos solstícios e equinócios
A incidência de raios verticais do sol, portanto, ocorre entre 23°27’N e 23°27’S. Todos os locais situados na mesma latitude tem idênticas alturas do Sol e duração do dia.
Se os movimentos relativos Terra-Sol fossem os únicos controladores da temperatura, estes locais teriam temperaturas idênticas. Contudo, apesar da altura do Sol ser o principal controlador da temperatura, não é o único.
Fonte: fisica.ufpr.br
A rotação é o movimento que a Terra realiza em torno de seu próprio eixo, no sentido anti-horário. Devido à rotação vemos o movimento aparente do Sol parece que ele se movimenta, mas é a Terra que o faz de leste para oeste. O Sol se levanta a leste (também chamado de nascente) e se põe a oeste (ou poente). Percebemos que, como o movimento de rotação faz o Sol se levantar e se pôr para nós, a rotação também faz com que tenhamos dias e noites.
Todos os planetas do Sistema Solar fazem o movimento de translação, ou seja, percorrem o caminho (ou órbita) em forma de elipse em torno do Sol. A Terra descreve essa órbita ao mesmo tempo em que realiza o movimento de rotação.
A volta completa em torno do Sol é feita por nosso planeta em 365 dias e 6 horas. O ano adotado por convenção do homem tem 365 dias, e a cada quatro anos temos o ano bissexto com 366 dias , para compensar as horas a mais da volta completa do percurso.
O fato de a Terra se encontrar em posições diferentes na elipse durante o ano faz com que a radiação solar chegue ao planeta em maior ou menor intensidade dependendo de onde o planeta está. A posição da Terra, aliada à sua inclinação 23 graus em relação ao plano de órbita, forma as quatro estações do ano primavera, verão, outono e inverno.
As estações do ano influenciam diretamente na vida de animais e vegetais, e também nas ações humanas. Basta lembrar da agricultura e da pecuária, por exemplo. As estações determinam a vegetação e o clima em todas as regiões do planeta. Vale lembrar que enquanto é inverno no hemisfério norte temos o verão no hemisfério sul, e que quanto mais afastada da Linha do Equador, mais fria será a região, pois ela receberá menos radiação do Sol. No inverno, os países mais distantes da Linha têm temperaturas mais baixas e noites mais longas.
Os países localizados na Zona Temperada do Norte (entre o Trópico de Câncer e o Círculo Polar Ártico) e os situados na Zona Temperada do Sul (entre o Trópico de Capricórnio e o Círculo Polar Antártico) possuem as quatro estações bem definidas. Nosso país, mais próximo da Linha do Equador e que por isso tem a maior parte de seus estados na Zona Intertropical , tem as estações pouco definidas. Os invernos mais rigorosos acontecem na Região Sul, nos estados do Rio Grande do Sul, Santa Catarina e Paraná, onde há, inclusive, locais de incidência de neve.
O solstício ocorre quando os raios solares incidem perpendicularmente no Trópico de Câncer (no hemisfério norte) e no Trópico de Capricórnio (no hemisfério sul). É o dia mais longo e a noite mais curta do ano para a região onde os raios incidem de forma perpendicular no norte por volta de 21 de junho e no sul em meados de 21 de dezembro, dependendo do ano. O solstício de verão no Brasil, portanto, acontece em dezembro. Neste dia, o hemisfério norte, ao contrário daqui, terá o solstício de inverno e, consequentemente, a noite mais longa e o dia mais curto do ano. O mesmo ocorre para nós em junho, quando começa o inverno.
Diferentemente do solstício, o equinócio acontece quando os raios solares incidem na Terra perpendicularmente à Linha do Equador. Em geral, o equinócio ocorre em 20 ou 21 de março e em 22 ou 23 de setembro, dependendo do ano. Nesses dias, a maioria das regiões do planeta têm dia e noite com a mesma duração. Em março, no hemisfério sul, há o equinócio de outono, enquanto no hemisfério norte há o equinócio de primavera. No mês de setembro ocorre o contrário.
Fonte: vestibular.com.br