白天时间变短是由于地球绕太阳公转的轨道导致的季节变化。这是地球轨道椭圆形状和轴倾斜的结果。在北半球的冬季，地球与太阳的距离较远，而且北半球倾斜离太阳较远。这导致太阳直射点移动到南半球，北半球白天变短，夜晚变长。当地球绕太阳公转至冬至时，北半球的白天达到最短，夜晚最长。然后，地球继续公转，距离太阳的距离逐渐减小，白天逐渐变长。春分标志着白天和黑夜的长度相等，然后在夏至，北半球白天最长，夜晚最短。这个周期不断循环，导致了季节的更替和白天长度的变化。