Почему меняется высота верхней кульминации солнца и продолжительность дня в течении года

Из-за оси наклона вращения Земли по отношению к Солнцу. Солнечный путь меняется в зависимости от времени года и угол наклона эклиптики, равный 23 градуса 27 минут, определяет верхнюю кульминацию Солнца по отношению к местности. Т. е. верхняя кульминация Солнца летом будет равна широте местности + 23 гр. 27 мин., а зимой - широта минус 23 гр. 27 мин. Продолжительность дня как раз определяет Солнце, и чем ниже его верхняя кульминация становится с течением года, тем меньше продолжительность суток.