Bagian dari seri alam
Cuaca
Musim kalender Dingin Semi Panas Gugur
Musim tropis Kemarau Harmattan Hujan
Badai Awan Awan kumulonimbus Awan arcus Angin kencang Microburst Heat burst Derecho Petir Badai petir Badai petir massa udara Salju petir Badai petir kering Mesosiklon Supercell Tornado Tornado antisiklon Landspout Sengkayan Puting beliung Pusaran api Antisiklon Siklon Tekanan rendah kutub Siklon ekstratropis Angin ribut Eropa Nor'easter Siklon subtropis Siklon tropis Hurikan Atlantik Topan Pusuan ribut Badai pasir Simoom Haboob Muson Amihan Gale Sirocco Badai api Badai salju Badai es Blizzard Ground blizzard Snowsquall
Presipitasi Gerimis Membekukan Graupel Hujan es Megakriometeor Butir es Debu berlian Hujan Membekukan Cloudburst Salju Hujan dan salju bercampur Butir salju Bola salju Lumpur salju
Topik Polusi udara Atmosfer Kimia Konveksi Fisika Sungai Iklim Awan Fisika Kabut Musim kabut Gelombang dingin Gelombang panas Aliran jet Meteorologi Cuaca buruk Daftar Ekstrem Prakiraan cuaca Modifikasi cuaca
Glosarium Meteorologi Perubahan iklim Istilah tornado Istilah siklon tropis
l b s

Musim adalah pembagian tahun^[1] berdasarkan perubahan cuaca, ekologi, dan banyaknya waktu cahaya matahari di suatu wilayah. Di Bumi, musim adalah hasil dari paralelisme aksial orbit Bumi yang miring mengelilingi Matahari.^[2][3][4] Di daerah beriklim sedang dan kutub, musim ditandai dengan perubahan intensitas sinar matahari yang mencapai permukaan Bumi, variasi yang dapat menyebabkan hewan mengalami hibernasi atau bermigrasi, dan tumbuh-tumbuhan menjadi tidak aktif. Berbagai budaya mendefinisikan jumlah dan sifat musim berdasarkan variasi regional, dan dengan demikian ada sejumlah budaya modern dan historis yang memiliki jumlah musim yang bervariasi.

Belahan Bumi Utara mengalami sebagian besar sinar matahari langsung selama bulan Mei, Juni, dan Juli, karena belahan bumi ini menghadap ke arah Matahari. Hal yang sama juga terjadi di Belahan Bumi Selatan pada bulan November, Desember, dan Januari. Kemiringan aksial Bumi yang menyebabkan Matahari lebih tinggi di langit selama bulan-bulan musim panas, yang meningkatkan Penyinaran surya. Namun, karena jeda musiman, Juni, Juli, dan Agustus adalah bulan-bulan terpanas di Belahan Bumi Utara, sedangkan Desember, Januari, dan Februari adalah bulan-bulan terpanas di Belahan Bumi Selatan.

Di daerah beriklim sedang dan daerah sub-arktik, empat musim berdasarkan kalender Gregorian umumnya dikenal: musim semi, musim panas, musim gugur, dan musim dingin. Para ahli ekologi sering menggunakan model enam musim untuk wilayah beriklim sedang yang tidak terikat pada tanggal kalender yang tetap: prevernal, vernal, estival, serotinal, autumnal, dan hibernal. Banyak daerah tropis memiliki dua musim: musim hujan, basah, atau monsun dan musim kemarau. Beberapa memiliki musim ketiga yang dingin, sejuk, atau musim harmattan. "Musim" juga dapat ditentukan oleh waktu terjadinya peristiwa ekologis penting seperti musim badai, musim tornado, dan musim kebakaran hutan. Beberapa contoh yang memiliki nilai historis adalah musim Mesir kuno-banjir, pertumbuhan, dan air surut-yang sebelumnya ditentukan oleh banjir tahunan Sungai Nil di Mesir.

Musim sering kali memiliki arti khusus bagi masyarakat agraris, yang kehidupannya berkisar pada masa tanam dan panen, dan pergantian musim sering kali disertai dengan ritual. Definisi musim juga bersifat kultural. Di India, dari zaman kuno hingga hari ini, enam musim atau Ritu berdasarkan kalender agama dan budaya Asia Selatan diakui dan diidentifikasi untuk tujuan-tujuan seperti pertanian dan perdagangan.

Orbit Bumi menunjukkan paralelisme aksial yang mendekati, mempertahankan arahnya ke arah Polaris ("Bintang Utara") sepanjang tahun. Ini adalah salah satu alasan utama terjadinya musim di Bumi, seperti yang diilustrasikan oleh diagram di sebelah kanan.^[5][6][7][8] Variasi kecil pada arah sumbu, yang dikenal sebagai presesi aksial, terjadi selama 26.000 tahun, dan oleh karena itu tidak terlihat oleh peradaban manusia modern.

Musim-musim terjadi karena sumbu rotasi bumi miring terhadap bidang orbitnya dengan sudut sekitar 23,4 derajat.^[9] (Kemiringan ini juga dikenal sebagai "kemiringan ekliptika").

Terlepas dari waktu dalam setahun, belahan bumi utara dan selatan selalu mengalami musim yang berlawanan. Hal ini karena selama musim panas atau musim dingin, salah satu bagian planet ini lebih banyak terpapar langsung oleh sinar Matahari daripada bagian lainnya, dan paparan ini berganti-ganti saat Bumi berputar pada orbitnya. Selama kurang lebih setengah tahun (dari sekitar tanggal 20 Maret sampai sekitar tanggal 22 September), Belahan Bumi Utara mengarah ke Matahari, dengan jumlah maksimum yang terjadi sekitar tanggal 21 Juni. Pada separuh tahun lainnya, hal yang sama juga terjadi, tapi di Belahan Bumi Selatan, bukan di Belahan Bumi Utara, dengan maksimum sekitar tanggal 21 Desember. Dua momen ketika Matahari tepat berada di atas kepala di Khatulistiwa adalah ekuinoks. Pada saat itu, Kutub Utara dan Kutub Selatan Bumi berada tepat di garis Terminator, sehingga siang dan malam terbagi rata di kedua belahan bumi. Sekitar ekuinoks Maret, Belahan Bumi Utara akan mengalami musim semi karena waktu siang hari bertambah, dan Belahan Bumi Selatan mengalami musim gugur karena waktu siang hari memendek.

Efek kemiringan aksial dapat diamati sebagai perubahan panjang hari dan ketinggian Matahari pada saat tengah hari (titik kulminasi Matahari) sepanjang tahun. Sudut Matahari yang rendah selama bulan-bulan musim dingin berarti bahwa sinar radiasi matahari yang masuk tersebar pada area yang lebih luas di permukaan Bumi, sehingga cahaya yang diterima lebih tidak langsung dan intensitasnya lebih rendah. Di antara efek ini dan siang hari yang lebih pendek, kemiringan aksial Bumi menyumbang sebagian besar variasi musiman dalam iklim di kedua belahan bumi.

• 
  Penyinaran Bumi oleh Matahari di titik balik utara.
• 
  Penyinaran Bumi oleh Matahari pada saat titik balik Matahari selatan.
• 
  Penyinaran Bumi pada setiap pergantian musim astronomi.
• Animasi Bumi yang dilihat setiap hari dari Matahari pada pukul UTC+02:00, menunjukkan titik balik matahari dan pergantian musim.
• 
  Dua gambar yang menunjukkan jumlah cahaya matahari yang dipantulkan pada titik balik matahari musim panas selatan dan utara (watt/m²).

Dibandingkan dengan paralelisme aksial dan kemiringan aksial, faktor-faktor lain hanya berkontribusi sedikit pada perubahan suhu musiman.^[4] Musim-musim tersebut bukanlah hasil dari variasi jarak Bumi ke Matahari karena orbitnya yang berbentuk elips.^[10] Faktanya, Bumi mencapai perihelion (titik di orbit yang paling dekat dengan Matahari) pada bulan Januari, dan mencapai aphelion (titik terjauh dari Matahari) pada bulan Juli, sehingga kontribusi kecil dari eksentrisitas orbit berlawanan dengan tren temperatur musim-musim di Belahan Bumi Utara.^[11] Secara umum, efek eksentrisitas orbit terhadap musim-musim di Bumi adalah 7% dari variasi cahaya matahari yang diterima.

Eksentrisitas orbital dapat memengaruhi suhu, tetapi di Bumi, efek ini kecil dan lebih banyak diimbangi oleh faktor-faktor lain; penelitian menunjukkan bahwa Bumi secara keseluruhan sebenarnya sedikit lebih hangat ketika lebih jauh dari matahari. Hal ini karena Belahan Bumi Utara memiliki lebih banyak daratan daripada Belahan Bumi Selatan, dan daratan lebih mudah menghangat daripada lautan.^[11] Intensifikasi musim dingin dan musim panas di Belahan Bumi Selatan yang nyata akibat orbit Bumi yang berbentuk elips diimbangi dengan melimpahnya air di Belahan Bumi Selatan.^[12]

Fluktuasi (perubahan) cuaca musiman juga bergantung pada faktor-faktor seperti kedekatan dengan samudra atau perairan besar lainnya, arus di samudra tersebut, El Nino/ENSO dan siklus samudra lainnya, serta angin yang bertiup.

Di daerah beriklim sedang dan kutub, musim ditandai dengan perubahan jumlah sinar matahari, yang pada gilirannya sering menyebabkan siklus dormansi pada tanaman dan hibernasi pada hewan. Efek-efek ini bervariasi menurut garis lintang dan kedekatannya dengan perairan. Sebagai contoh, Kutub Selatan berada di tengah-tengah benua Antartika dan oleh karena itu berada cukup jauh dari pengaruh samudra selatan. Kutub Utara berada di Samudra Arktik, dan dengan demikian suhunya yang ekstrem ditahan oleh perairan. Hasilnya, Kutub Selatan secara konsisten lebih dingin selama musim dingin di selatan daripada Kutub Utara selama musim dingin di utara.

Siklus musim di zona kutub dan zona beriklim sedang di satu belahan bumi berlawanan dengan belahan bumi lainnya. Ketika musim panas di Belahan Bumi Utara, maka di Belahan Bumi Selatan akan mengalami musim dingin, dan sebaliknya.

Daerah tropis dan (pada tingkat yang lebih rendah) daerah subtropis mengalami sedikit fluktuasi tahunan sinar matahari dan suhu karena kemiringan bumi sebesar 23,4 derajat tidak cukup untuk mempengaruhi kekuatan sinar matahari secara signifikan setiap tahunnya. Namun, perbedaan kecil antara titik balik matahari dan ekuinoks masih cukup untuk menyebabkan pergeseran musiman terjadi di sepanjang sabuk hujan bertekanan rendah yang disebut Daerah Pertemuan Angin Antar Tropis (Intertropical Convergence Zone/ICZ). Akibatnya, jumlah curah hujan cenderung bervariasi lebih drastis daripada suhu rata-rata. Ketika Zona ini berada di utara Khatulistiwa, daerah tropis utara mengalami musim hujan, sedangkan daerah tropis selatan mengalami musim kemarau. Pola ini akan berbalik ketika Zona ini berpindah ke posisi selatan Khatulistiwa.

Dalam istilah meteorologi, titik balik matahari (Penyinaran surya maksimum dan minimum) tidak jatuh di tengah-tengah musim panas dan musim dingin. Puncak musim-musim ini terjadi hingga 7 minggu kemudian karena adanya jeda musiman. Namun, musim tidak selalu didefinisikan dalam istilah meteorologi.

Dalam perhitungan astronomi berdasarkan jam siang hari saja, titik balik matahari dan ekuinoks berada di tengah-tengah musim masing-masing. Karena jeda musiman akibat penyerapan dan pelepasan panas oleh lautan, wilayah dengan iklim benua, yang mendominasi Belahan Bumi Utara, sering kali menganggap keempat tanggal ini sebagai awal musim seperti pada diagram, dengan hari lintas kuartal dianggap sebagai titik tengah musim. Panjang musim-musim ini tidak seragam karena orbit Bumi yang berbentuk elips dan kecepatannya yang berbeda di sepanjang orbit tersebut.^[13]

Sebagian besar pembagian musim berdasarkan kalender menggunakan model empat musim untuk membatasi musim terpanas dan terdingin, yang selanjutnya dipisahkan oleh dua musim peralihan. Perhitungan berbasis kalender mendefinisikan musim secara relatif dan bukan absolut, sehingga seperempat tahun terdingin dianggap sebagai musim dingin meskipun aktivitas bunga secara teratur diamati selama musim tersebut, terlepas dari hubungan bunga secara tradisional dengan musim semi dan musim panas. Pengecualian utama adalah di daerah tropis di mana, seperti yang telah dicatat, musim dingin tidak teramati.

Empat musim telah digunakan setidaknya sejak zaman Romawi, seperti dalam Rerum rusticarum karya Varro^[14] Varro mengatakan bahwa musim semi, musim panas, musim gugur, dan musim dingin dimulai pada hari ke-23 dari perjalanan matahari yang melintasi rasi bintang Aquarius, Taurus, Leo, dan Scorpio. Sembilan tahun sebelum ia menuliskan ini, Julius Caesar telah mereformasi penanggalan, sehingga Varro dapat menentukan tanggal 7 Februari, 9 Mei, 11 Agustus, dan 10 November sebagai awal musim semi, musim panas, musim gugur, dan musim dingin.

Seperti yang telah disebutkan, berbagai tanggal dan bahkan waktu yang tepat digunakan di berbagai negara atau wilayah untuk menandai pergantian musim kalender. Perayaan ini sering dinyatakan "resmi" di wilayah masing-masing oleh media lokal atau nasional, bahkan ketika cuaca atau iklimnya bertentangan.^[15] Namun, perayaan ini terutama merupakan masalah kebiasaan saja, dan secara umum tidak diproklamirkan oleh pemerintah di utara atau selatan khatulistiwa untuk tujuan sipil.^[16][17]

Musim menurut meteorologi dihitung berdasarkan suhu, dengan musim panas sebagai kuartal terpanas dalam setahun dan musim dingin sebagai kuartal terdingin dalam setahun. Pada tahun 1780, Societas Meteorologica Palatina (yang tidak aktif lagi pada tahun 1795), sebuah organisasi meteorologi internasional awal, mendefinisikan musim sebagai pengelompokan tiga bulan penuh yang diidentifikasi oleh kalender Gregorian. Sejak saat itu, para ahli meteorologi profesional di seluruh dunia telah menggunakan definisi ini.^[18] Oleh karena itu, untuk daerah beriklim sedang di belahan bumi utara, musim semi dimulai pada tanggal 1 Maret, musim panas pada tanggal 1 Juni, musim gugur pada tanggal 1 September, dan musim dingin pada tanggal 1 Desember. Untuk zona beriklim sedang di belahan bumi selatan, musim semi dimulai pada 1 September, musim panas pada 1 Desember, musim gugur pada 1 Maret, dan musim dingin pada 1 Juni.^[19][20] Di Australasia, penggunaan periode musim dalam istilah meteorologi berlaku untuk zona beriklim sedang yang meliputi seluruh Selandia Baru, New South Wales, Victoria, Tasmania, sudut tenggara Australia Selatan dan barat daya Australia Barat, serta wilayah Queensland di tenggara sebelah selatan Brisbane.

Di Swedia dan Finlandia, ahli meteorologi dan kantor berita menggunakan konsep musim panas, yang didefinisikan berdasarkan suhu rata-rata harian.^[21] Awal musim semi didefinisikan sebagai saat suhu rata-rata harian secara permanen naik di atas 0 °C. Awal musim panas didefinisikan sebagai saat suhu secara permanen naik di atas +10°C, musim gugur saat suhu secara permanen turun di bawah +10°C, dan musim dingin saat suhu secara permanen turun di bawah 0°C. Di Finlandia, "secara permanen" didefinisikan sebagai ketika suhu rata-rata harian tetap berada di atas atau di bawah batas yang ditentukan selama tujuh hari berturut-turut. (Di Swedia, jumlah hari berkisar antara 5 hingga 7 hari, tergantung pada musim):

• musim tidak dimulai pada tanggal yang pasti dan harus ditentukan melalui pengamatan dan hanya diketahui setelah kejadian,
• musim dimulai pada tanggal yang berbeda di berbagai wilayah di negara ini.

Suhu udara permukaan
Perhitungan diagram (absis: tanggal 21 setiap bulan). Perhitungan berdasarkan data yang dipublikasikan oleh Jones dkk.[22]	Gambar ini menunjukkan Gambar 7 seperti yang dipublikasikan oleh Jones et al.[22]

Departemen Meteorologi India (IMD) menetapkan empat musim klimatologi:^[23]

• Musim dingin, terjadi dari bulan Desember hingga Februari. Bulan-bulan terdingin dalam setahun adalah bulan Desember dan Januari, ketika suhu rata-rata sekitar 10–15 °C (50–59 °F) di bagian barat laut; suhu meningkat seiring dengan semakin dekatnya dengan khatulistiwa, dengan puncaknya sekitar 20–25 °C (68–77 °F) di bagian tenggara daratan India.
• Musim panas atau musim pra-musim monsoon, berlangsung dari bulan Maret hingga Mei. Di wilayah barat dan selatan, bulan terpanas adalah bulan April; untuk wilayah utara India, bulan Mei adalah bulan terpanas. Suhu rata-rata sekitar 32–40 °C (90–104 °F) di sebagian besar wilayah pedalaman.
• Musim hujan, berlangsung dari bulan Juni hingga September. Musim ini didominasi oleh monsun musim panas barat daya yang lembab, yang perlahan-lahan menyapu seluruh negeri mulai akhir Mei atau awal Juni. Hujan monsun mulai surut dari India Utara pada awal Oktober. India Selatan biasanya menerima lebih banyak curah hujan.
• Pasca muson atau musim gugur, berlangsung dari bulan Oktober hingga November. Di bagian barat laut India, bulan Oktober dan November biasanya tidak berawan. Tamil Nadu menerima sebagian besar curah hujan tahunannya pada musim hujan timur laut.

Di Tiongkok, perhitungan berbasis suhu yang umum menyatakan bahwa musim dingin terjadi ketika suhu rata-rata di bawah 10°C dan musim panas terjadi ketika suhu rata-rata di atas 22°C. Ini berarti bahwa daerah dengan iklim yang relatif ekstrem (seperti Kepulauan Paracel dan sebagian dataran tinggi Tibet) dapat dikatakan mengalami musim panas sepanjang tahun atau musim dingin sepanjang tahun.^[24]

Penentuan waktu astronomis sebagai dasar untuk menentukan musim di daerah beriklim sedang sudah ada sejak Kalender Julius yang digunakan oleh bangsa Romawi kuno. Seperti disebutkan di atas, Varro menulis bahwa musim semi, musim panas, musim gugur, dan musim dingin dimulai pada hari ke-23 dari perjalanan matahari melalui Aquarius, Taurus, Leo, dan Scorpio, dan (dalam Kalender Julian) hari-hari tersebut adalah 7 Februari, 9 Mei, 11 Agustus, dan 10 November. Dia menunjukkan bahwa panjangnya tidak sama, yaitu 91 (pada tahun-tahun yang tidak kabisat), 94, 91, dan 89 hari untuk musim semi, musim panas, musim gugur, dan musim dingin.^[14] Titik tengah musim-musim tersebut adalah 24 atau 25 Maret, 25 Juni, 25 September atau 26 September, dan 24 atau 25 Desember, yang mendekati ekuinoks dan titik balik matahari pada masanya.

Plinius Tua, dalam bukunya Naturalis Historia, menyebutkan dua ekuinoks dan dua titik balik matahari serta memberikan panjang intervalnya (nilai yang cukup tepat pada zamannya namun tidak lagi tepat karena perihelion telah berpindah dari Desember ke Januari). Dia kemudian mendefinisikan musim gugur, musim dingin, musim semi, dan musim panas sebagai musim yang dimulai di tengah-tengah interval tersebut.^[31] Dia memberikan "hari kedelapan pada Kalender Januari" (25 Desember) sebagai tanggal titik balik matahari musim dingin, meskipun sebenarnya terjadi pada tanggal 22 atau 23 pada saat itu.^[32]

Saat ini, waktu astronomi memiliki musim dingin yang dimulai pada titik balik matahari musim dingin, musim semi pada ekuinoks musim semi, dan seterusnya. Hal ini digunakan di seluruh dunia, meskipun beberapa negara seperti Australia, Selandia Baru,^[33] Pakistan dan Rusia lebih suka menggunakan perhitungan meteorologi. Waktu yang tepat dari musim-musim ditentukan oleh waktu-waktu yang presisi ketika matahari mencapai garis lintang tropis Cancer dan Capricorn untuk titik balik matahari dan saat matahari melintasi khatulistiwa untuk ekuinoks, atau tanggal tradisional yang mendekati waktu-waktu ini.^[34]

Diagram berikut ini menunjukkan hubungan antara garis titik balik matahari dan garis apsis orbit elips Bumi. Elips orbit (dengan eksentrisitas yang dibesar-besarkan untuk memberikan efek) melewati masing-masing dari enam gambar Bumi, yang secara berurutan adalah perihelion (periapsis-titik terdekat ke matahari) pada tanggal 2 Januari sampai 5 Januari, titik ekuinoks Maret pada tanggal 19 20 atau 21 Maret, titik balik matahari Juni pada 20 atau 21 Juni, aphelion (apoapsis-titik terjauh dari matahari) pada tanggal 3 Juli hingga 6 Juli, ekuinoks September pada 22 atau 23 September, dan titik balik matahari Desember pada 21 atau 22 Desember.

Musim-musim "astronomi" ini tidak sama panjangnya, karena sifat elips dari orbit Bumi, seperti yang telah diungkapkan oleh Johannes Kepler. Dari ekuinoks Maret, saat ini dibutuhkan 92,75 hari hingga titik balik matahari Juni, kemudian 93,65 hari hingga ekuinoks September, 89,85 hari hingga titik balik matahari Desember, dan akhirnya 88,99 hari hingga ekuinoks Maret. Dengan demikian, waktu dari ekuinoks Maret ke ekuinoks September lebih lama 7,56 hari dibandingkan dengan waktu dari ekuinoks September ke ekuinoks Maret.

Waktu ekuinoks dan titik balik matahari tidak ditetapkan sehubungan dengan kalender Gregorian modern, tetapi jatuh sekitar enam jam lebih lambat setiap tahun, yaitu satu hari penuh dalam empat tahun. Mereka diatur ulang oleh terjadinya tahun kabisat. Kalender Gregorian dirancang untuk menjaga ekuinoks bulan Maret tidak lebih dari tanggal 21 Maret seakurat mungkin.

Ekuinoks kalender (yang digunakan dalam perhitungan Paskah) adalah 21 Maret, tanggal yang sama dengan tabel Paskah yang ada pada saat Konsili Nicea pada tahun 325 Masehi. Oleh karena itu, kalender ini disusun untuk mencegah ekuinoks astronomi menyimpang ke tanggal 22 Maret. Dari Nicea hingga tanggal reformasi, tahun 500, 600, 700, 900, 1000, 1100, 1300, 1400, dan 1500, yang seharusnya bukan tahun kabisat dalam kalender Gregorian, berjumlah sembilan hari tambahan, tetapi para astronom mengarahkan agar sepuluh hari dihilangkan. Karena itu, kalender Gregorian (proleptik) sesuai dengan kalender Julian pada abad ketiga era Masehi, dan bukan pada abad keempat.

Saat ini, tanggal ekuinoks dan titik balik matahari yang paling umum adalah 20 Maret, 21 Juni, 22 atau 23 September, dan 21 Desember; rata-rata empat tahunan perlahan-lahan bergeser ke waktu yang lebih awal seiring dengan berjalannya satu abad. Pergeseran ini adalah satu hari penuh dalam waktu sekitar 128 tahun (dikompensasi terutama oleh aturan "tahun kabisat" pada kalender Gregorian); karena tahun 2000 merupakan tahun kabisat, pergeseran saat ini telah berlangsung sejak awal abad terakhir, ketika ekuinoks dan titik balik matahari relatif lebih terlambat. Hal ini juga berarti bahwa pada tahun-tahun di abad ke-20, tanggal 21 Maret, 22 Juni, 23 September, dan 22 Desember jauh lebih umum, sehingga buku-buku yang lebih tua mengajarkan tanggal-tanggal ini.

Semua waktu diberikan dalam UTC (secara kasar, waktu di Greenwich, dengan mengabaikan Waktu Musim Panas Inggris). Orang-orang yang tinggal lebih jauh ke timur (Asia dan Australia), yang waktu lokalnya lebih dulu, melihat musim astronomi yang tampaknya dimulai lebih lambat; misalnya, di Tonga (UTC+13), ekuinoks terjadi pada 24 September 1999, tanggal di mana ekuinoks tidak akan terjadi lagi sampai 2103. Di sisi lain, orang-orang yang tinggal jauh di barat (Amerika), yang jamnya berjalan di belakang UTC, dapat mengalami ekuinoks sedini 19 Maret.

Selama ribuan tahun, kemiringan aksial Bumi dan eksentrisitas orbit bervariasi (lihat siklus Milankovitch). Ekuinoks dan titik balik matahari bergerak ke arah barat relatif terhadap bintang-bintang, sedangkan perihelion dan aphelion bergerak ke arah timur. Dengan demikian, sepuluh ribu tahun dari sekarang, musim dingin utara Bumi akan terjadi di aphelion dan musim panas utara Bumi akan terjadi di perihelion. Tingkat keparahan perubahan musim - perbedaan suhu rata-rata antara musim panas dan musim dingin di suatu lokasi - juga akan berubah seiring waktu karena kemiringan aksial Bumi berfluktuasi antara 22,1 dan 24,5 derajat.

Ketidakteraturan yang lebih kecil pada waktu-waktu tertentu disebabkan oleh gangguan Bulan dan planet-planet lain.

Penentuan waktu matahari didasarkan pada insolasi di mana titik balik matahari dan ekuinoks dipandang sebagai titik tengah musim. Ini adalah kasus dengan musim yang dijelaskan oleh cendekiawan Romawi, Varro (lihat di atas). Ini adalah metode untuk memperhitungkan musim di Eropa abad pertengahan, terutama oleh bangsa Kelt, dan masih diamati secara seremonial di Irlandia dan beberapa negara Asia Timur. Musim panas didefinisikan sebagai seperempat tahun dengan penyinaran matahari terbesar dan musim dingin sebagai seperempat tahun dengan penyinaran matahari terkecil.

Musim matahari berubah pada hari lintas kuartal, yang sekitar 3-4 minggu lebih awal dari musim meteorologi dan 6-7 minggu lebih awal dari musim yang dimulai pada ekuinoks dan titik balik matahari. Oleh karena itu, hari dengan insolasi terbesar disebut "pertengahan musim panas" seperti yang dicatat dalam drama William Shakespeare, A Midsummer Night's Dream, yang berlatarkan titik balik matahari musim panas. Pada kalender Kelt, awal musim sesuai dengan empat festival pertanian Pagan - hari pertama musim dingin tradisional adalah 1 November (Samhain, asal mula Halloween dalam bahasa Celtic); musim semi dimulai pada 1 Februari (Imbolc, asal mula Groundhog Day dalam bahasa Celtic); musim panas dimulai pada 1 Mei (Beltane, asal mula Hari Mei dalam bahasa Celtic); hari pertama musim gugur adalah 1 Agustus (Celtic Lughnasadh).

Kalender tradisional di Tiongkok memiliki 4 musim berdasarkan 24 periode yang dikenal dengan istilah matahari.^[35] Empat musim tersebut adalah chūn (春), xià (夏), qiū (秋), and dōng (冬) - yang diterjemahkan secara umum sebagai "musim semi", "musim panas", "musim gugur", dan "musim dingin" - yang berpusat di titik balik matahari atau ekuinoks. Secara astronomis, musim dikatakan dimulai pada Lichun (立春, "awal musim semi") pada sekitar 4 Februari, Lixia (立夏) pada sekitar 6 Mei, Liqiu (立秋) pada sekitar 8 Agustus, dan Lidong (立冬) pada sekitar 7 November. Namun, tanggal-tanggal ini bukan bagian dari kalender lunar tradisional, dan hari libur yang dapat dipindahkan seperti Tahun Baru Imlek dan Festival Pertengahan Musim Gugur lebih terkait erat dengan musim. Ini menjadi dasar dari sistem lain dalam kalender lunisolar Asia Timur.

Beberapa kalender di Asia Selatan menggunakan pembagian enam musim di mana jumlah musim antara musim panas dan musim dingin bisa berjumlah satu hingga tiga. Tanggal-tanggal ditetapkan pada interval bulan yang genap.

Dalam kalender Hindu di India yang beriklim tropis dan subtropis, terdapat enam musim atau Ritu yang berbasis kalender dalam artian memiliki tanggal yang tetap: Vasanta (musim semi), Grīshma (musim panas), Varsha (musim hujan), Sharat (musim gugur), Hemanta (awal musim dingin), dan Shishira (awal musim dingin atau akhir musim dingin). Keenam musim ini dianggap berasal dari dua bulan dari dua belas bulan dalam kalender Hindu. Korespondensi kasarnya adalah:

Kalender Bengali serupa tetapi berbeda dalam hal waktu mulai dan berakhirnya. Kalender ini memiliki musim-musim atau ritu sebagai berikut:

Kalender Odia serupa namun berbeda dalam hal waktu mulai dan berakhirnya.

Kalender Tamil mengikuti pola enam musim yang serupa:

Secara ekologis, musim adalah periode dalam satu tahun di mana hanya jenis-jenis bunga dan hewan tertentu yang terjadi (misalnya: bunga mekar-musim semi; landak hibernasi-musim dingin). Jadi, jika kita dapat mengamati perubahan dalam peristiwa bunga dan hewan harian, maka musim sedang berubah. Dalam hal ini, musim ekologis didefinisikan secara absolut, tidak seperti metode berbasis kalender yang mendefinisikan musim secara relatif. Jika kondisi tertentu yang terkait dengan musim ekologi tertentu tidak biasanya terjadi di wilayah tertentu, maka wilayah tersebut tidak dapat dikatakan mengalami musim tersebut secara teratur.

Di Inggris Raya, awal musim semi biasanya didefinisikan saat suhu harian maksimum mencapai 50°F (10°C) dalam urutan hari tertentu. Hal ini hampir selalu terjadi pada bulan Maret. Namun, dengan pemanasan global, suhu ini sekarang tidak jarang terjadi di musim dingin.

Enam musim ekologis dapat dibedakan tanpa tanggal tetap berdasarkan kalender seperti musim meteorologi dan astronomi.^[36] Wilayah samudra cenderung mengalami awal musim hibernasi hingga sebulan lebih lambat daripada iklim benua. Sebaliknya, musim prevernal dan vernal dimulai hingga sebulan lebih awal di dekat daerah samudra dan pesisir. Sebagai contoh, bunga crocus prevernal biasanya mekar paling cepat pada bulan Februari di daerah pesisir British Columbia, Kepulauan Britania, tetapi umumnya tidak muncul hingga Maret atau April di lokasi seperti Midwest AS atau sebagian Eropa Timur. Tanggal aktual untuk setiap musim berbeda-beda menurut wilayah iklim dan dapat bergeser dari tahun ke tahun. Tanggal rata-rata yang tercantum di sini adalah untuk zona iklim sedang dan sejuk di Belahan Bumi Utara:

• Prevernal (awal atau pra-musim semi): Mulai bulan Februari (beriklim sedang), hingga Maret (beriklim sejuk). Kuncup pohon yang meranggas mulai membengkak. Sebagian jenis burung yang bermigrasi terbang dari habitat musim dingin ke habitat musim panas.
• Vernal (musim semi): Dimulai pertengahan Maret (beriklim sedang), hingga akhir April (beriklim sejuk). Kuncup pohon mulai tumbuh menjadi daun. Burung-burung membangun teritori dan mulai kawin dan bersarang.
• Estival (musim panas yang terik): Dimulai bulan Juni di sebagian besar daerah beriklim sedang. Pohon berdaun lebat. Burung menetas dan membesarkan anak.
• Serotinal (akhir musim panas): Umumnya dimulai pertengahan hingga akhir Agustus. Daun-daun yang gugur mulai berubah warna di lokasi dengan garis lintang yang lebih tinggi (di atas 45 LU). Burung-burung muda mencapai kedewasaan dan bergabung dengan burung dewasa lainnya untuk mempersiapkan migrasi musim gugur. "Musim panen" tradisional dimulai pada awal September.
• Autumnal (musim gugur): Umumnya dimulai pada pertengahan hingga akhir September. Daun-daun pohon yang berwarna penuh kemudian berubah menjadi coklat dan jatuh ke tanah. Burung-burung bermigrasi kembali ke daerah musim dingin.
• Hibernal (musim dingin): Dimulai Desember (beriklim sedang), November (beriklim dingin). Pohon-pohon meranggas gundul dan daun-daun yang berguguran mulai membusuk. Burung-burung yang bermigrasi menetap di habitat musim dingin.

1. Aldrian, dkk. (2011). Adaptasi dan Mitigasi Perubahan Iklim di Indonesia (PDF). Jakarta: Pusat Perubahan Iklim dan Kualitas Udara, Kedeputian Bidang Klimatologi, Badan Meteorologi, Klimatologi, dan Geofisika.  Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
2. Patriani, dkk. (2019). Klimatologi dan Lingkungan Ternak (PDF). Medan: USU Press. ISBN 978-602-465-123-7.  Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
3. Winarno, dkk. (2019). Klimatologi Pertanian (PDF). Bandar Lampung: Pusaka Media. ISBN 978-602-5947-54-4.  Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
4. Wirjohamidjojo, S., dan Swarinoto, Y. (2007). Praktek Meteorologi Pertanian (PDF). Jakarta: Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika. ISBN 978-979-1241-05-2. Diarsipkan dari versi asli (PDF) tanggal 2021-05-22. Diakses tanggal 2020-12-29.  Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)Pemeliharaan CS1: Banyak nama: authors list (link)
5. Wirjohamidjojo, S., dan Swarinoto, Y. (2010). Iklim Kawasan Indonesia: Dari Aspek Dinamik-Sinoptik (PDF). Jakarta: Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika. ISBN 978-979-1241-26-7.  Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)Pemeliharaan CS1: Banyak nama: authors list (link) ^{[pranala nonaktif permanen]}

• (Inggris) The seasons begin at the time of the solstice or equinox
• (Inggris) Solstice does not signal season's start? Diarsipkan 2008-07-03 di Wayback Machine.
• Australian Weather and Seasons Diarsipkan 2010-04-16 di Wayback Machine.
• When do the Seasons Begin? (from the Bad Astronomer)
• Solstice does not signal season's start Diarsipkan 2008-07-03 di Wayback Machine. (from The Straight Dope)
• Why the Earth has seasons article on h2g2.
• Aboriginal seasons of Kakadu Diarsipkan 2006-12-03 di Wayback Machine.
• Indigenous seasons (Australian Bureau of Meteorology)
• Mt Stirling Seasons Diarsipkan 2012-03-02 di Wayback Machine.
• Musim info Diarsipkan 2013-02-27 di Wayback Machine.
• The Lost Seasons
• Melbourne's six seasons Diarsipkan 2009-09-19 di Wayback Machine.
• The Lengths of the Seasons (numerical integration analysis)
• Earth distance vs tilt
• Tutorial on Earth/Sun Relations and Seasons Diarsipkan 2010-03-16 di Wayback Machine.