Respostas
As estações são causadas pela inclinação do eixo de rotação da Terra em relação à perpendicular ao plano definido pela órbita da Terra (plano da eclíptica) .
(Note que um mesmo solstício é chamado de Solstício de Inverno em um hemisfério enquanto é chamado de Solstício de Verão no outro hemisfério; e vice-versa.)
Entre os Solstícios, temos posições intermediárias, conhecidas como equinócios, onde os dois hemisférios estão simetricamente dispostos em relação ao Sol: Equinócio de Primavera para o hemisfério que está indo do Inverno para o Verão e Equinócio de Outono para o hemisfério que está indo do Verão para o Inverno.
Inverno é época de frio e verão é época de calor. Dois fatores determinam essa variação climática.
1-no verão os raios solares incidem mais verticalmente à superfície da localidade;
2-no verão os raios solares ficam incidindo sobre a localidade por mais tempo.
Pelo fato dos raios solares incidirem mais verticalmente à superfície de uma localidade, eles vão aquecer mais, por unidade de tempo de incidência, essa localidade. Pelo fato dos raios solares incidirem por mais tempo sobre uma localidade, o aquecimento daquela localidade em 24 horas será ainda maior.
A órbita da Terra em torno do Sol não é uma circunferência perfeita, o que faz com que a Terra hora esteja mais próxima, hora mais distante do Sol. O ponto da órbita de um planeta mais próximo do Sol, chamamos de perihélio, e o mais distante de afélio. A primeira vista poderíamos pensar que temos verão no perihélio e inverno no afélio. Isso seria correto se a diferença entre as distância Terra-Sol no perihélio e no afélio não fosse tão pequena (aproximadamente, apenas 2%).
A Terra passa por seu perihélio no início de janeiro, quando é verão no hemisfério sul e inverno no norte e passa por seu afélio no início de julho, quando é verão no hemisfério norte e inverno no sul.
Uma outra questão que surge: Porque as estações têm seus inícios nos solstícios e equinócios, ao invés de estarem centradas nessas datas?
Cada hemisfério recebe maior incidência solar no solstício de verão; não era para esse dia ser o mais quente do ano e corresponder ao meio do verão? Da mesma forma, uma vez que é no solstício de inverno que um hemisfério recebe menor incidência solar, não era para esse dia ser o mais frio do ano e ficar bem no meio do inverno?
Todavia, o que observamos em geral, é que o dia mais quente do ano acontece depois do solstício de verão, assim como o dia mais frio acontece depois do solstício de inverno. Aí então convencionou-se corresponder os inícios das estações aos solstícios e equinócios.
Isso se dá devido a um fenômeno que chamamos "inércia térmica". Os hemisférios demoram algum tempo para se aquecerem quando do aumento da incidência solar; assim como demoram algum tempo para se esfriarem, quando da diminuição dessa incidência.
Isso acontece principalmente devido à grande quantidade de água espalhada pela superfície do planeta. A água tem uma grande "capacidade térmica", "demorando" para variar sua temperatura. No solstício de inverno os oceanos ainda retêm uma boa parte do calor absorvido no verão. No solstício de verão os oceanos ainda estão "absorvendo calor" e se aquecendo.
