안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
우리나라에서 계절에 따라 낮과 밤의 길이가 달라지는 이유는 지구 자전축이 약 23.5도 기울어진 채로 태양 주위를 공전하기 때문입니다. 이와 관련하여 자세히 설명해 드릴게요.
지구는 자전축이 공전 궤도면에 대해 수직이 아니라 약 23.5도 기울어진 상태를 유지하며 1년에 한 바퀴씩 태양 주위를 공전합니다. 이 기울어진 상태 때문에 지구가 공전 궤도상의 어느 위치에 있느냐에 따라 북반구가 태양을 향하는 정도가 계속해서 달라지게 됩니다. 여름이 되면 지구의 공전 위치상 북반구가 태양 쪽을 향해 기울어져 있어, 태양이 동북쪽에서 일찍 떠올라 높은 남중 고도로 지나간 뒤 서북쪽으로 늦게 집니다. 따라서 태양이 지평선 위에 머무르는 이동 경로가 매우 길어지므로 낮이 길어지고 밤이 짧아집니다. 반대로, 겨울이 되면 지구가 태양 반대편으로 이동하여 북반구가 태양 반대쪽으로 기울어지게 되어, 태양이 동남쪽에서 늦게 떠올라 낮은 남중 고도로 지나간 뒤 서남쪽으로 일찍 넘어가 버립니다. 따라서 태양이 지평선 위에 머무르는 시간이 대폭 줄어들어 낮이 짧아지고 밤이 길어집니다.
만약 지구의 자전축이 기울어지지 않고 공전 궤도면과 수직이었다면, 1년 내내 지구상의 모든 지역에서 매일 낮 12시간, 밤 12시간으로 동일했을 것이며 계절의 변화나 낮·밤 길이의 변화도 일어나지 않았을 것입니다.