بدأ فصل الشتاء رسميا بالنصف الشمالى للكرة الأرضية، حيث حدث الإنقلاب الشتوي اليوم الجمعة 22 ديسمبر، ومعها يميل القطب الجنوبي للأرض نحو الشمس فتكون أشعتها عمودية تماما على مدار الجدي عند خط عرض 23.44 درجة جنوبا.
وفى يوم 22 من شهر ديسمبر "الانقلاب الشتوى" وبداية الشتاء، تسقط أشعة الشمس متعامدة على مدار الجدى (25) درجة جنوباً وتكون أشعة الشمس شديدة الميل على نصف الكرة الشمالي وشبه عمودية على نصف الكرة الجنوبي في ما عدا مدار الجدي، حينئذ يقل طول النهار عن طول الليل في نصف الكرة الشمالي، أي إنه خلال الانقلاب الشتوى (حول يوم 22 ديسمبر) يكون الوضع في نصف الكرة الشمالي معاكسا لما هو عليه في نصف الكرة الجنوبي.
وكشفت الجمعية الفلكية بجدة فى تقرير لها ، أنه يحدث الانقلاب الشتوي بسبب ميلان محور الأرض وحركتها حول الشمس ولأن الأرض أثناء دورانها حول الشمس ليست عمودية ولكن مائلة بمقدار 23.5 درجة لذلك فإن النصف الشمالي والنصف الجنوبي يتبادلان الأماكن في استقبال ضوء الشمس وعليه فإن ميلان الأرض وليست المسافة التي تفصلها عن الشمس هي السبب في حدوث الفصول الاربعة.
إن القطب الشمالي يكون مائل بعيداً عن الشمس في يوم الانقلاب الشتوي وتصل الشمس ظاهرياً إلى أقصى نقطة جنوب السماء ، لذلك فإن جميع المواقع شمال خط الاستواء يكون طول النهار أقل من 12 ساعة في حين أن المناطق جنوب خط الاستواء يكون النهار أطول من 12 ساعة .
بشكل عام ليس كل الأماكن حول العالم لها شروق وغروب في يوم الانقلاب الشتوي فشمال الدائرة القطبية عند خط العرض 66.5 درجة شمال لا يوجد شروق أو غروب للشمس في هذا اليوم لأن الشمس تبقى تحت الأفق طوال اليوم، في حين أن الدائرة القطبية الجنوبية عند خط العرض 66.5 درجة جنوب لن يرصد شروق او غروب للشمس ايضاً ، لأن الشمس تظل فوق الأفق طوال اليوم وهي ظاهرة تعرف بشمس منتصف الليل وهي أحد أدلة كروية الأرض.
يلاحظ في يوم الانقلاب الشتوي تأخر الفجر والشمس تشرق من أقصى الجنوب الشرقي وقوس المسار الظاهري للشمس في قبة السماء يكون منخفضا وعند الظهر " الزوال " تكون ظلال الأشياء في أقصى طول لها خلال السنه ومن ثم يأتي غروب الشمس مبكراً.
جدير بالذكر بعد وصول الشمس أقصى نقطة جنوب السماء" ظاهريا" في الانقلاب الشتوي سيلاحظ وكأنها تشرق من نقطة واحدة جنوب السماء لبضع الأيام قبل ان تبدأ مسارها الظاهري بإتجاه الشمال من جديد نتيجة لحركة الارض في مدارها حول الشمس، وستبدأ بعد ذلك زيادة ساعات النهار حتى تتساوى مع ساعات الليل بحدوث الاعتدال الربيعي في 20 مارس 2024.
من جهة، أشار أستاذ الفلك بالمعهد القومى للبحوث الفلكية، إلى أن هذا اليوم، يكون ذروة فصل الشتاء فلكيا هو أقصر نهار فى السنة حيث يصل طول النهار حوالى 10 ساعات تقريبا، فى حين يصل طول الليل إلى 14 ساعة تقريبا، كما تبلغ الشمس أدنى إرتفاع لها فوق الأفق وقت الظهيرة عند عبورها خط الزوال ويكون ظل الإنسان على الأرض فى هذا الوقت أطول ما يمكن.
