Dva puta godišnje jedna od zemljinih hemisfera dostiše svoj najveći nagib prema Suncu i tada dobija najviše sunčeve svetlosti i njeni stanovnici imaju najduži dan u godini, a događaj se naziva letnji solsticij. Istovremeno, druga hemisfera dobija najmanje sunčeve svetlosti i najkraći dan, a događaj se naziva zimski solticij. U astronomiji dva solsticija označavaju prelazak proleća u leto i prelazak jeseni u zimu.

Zima na severnoj Zemljinoj polulopti stiže 21. decembra u 16:59 h i završiće se 20. marta 2022. godine u 16:33. Tada će najmanji deo severne polulopte biti obasjan Suncem, dok će sa južnom poluloptom biti suprotna situacija i na njoj tada počinje leto.

U trenutku početka zime Sunce će dostići najjužniju tačku na nebu i deklinacija će iznosti -23,5 stepeni, taman koliko je i Zemljina osa nagnuta. Zbog takvog upadnog ugla Sunčevih zraka u odnosu na ekvator i njenog dužeg puta kroz  Zemljinu atmosferu, severna polulopta dobija manje Sunčeve toplote i vladaju niže temperature. Sve to, samo suprotno, važi za južnu poluloptu.

Tada je 24h dnevno severno od Arktičkog polarnog kruga noć, dok je južno od Antarktičkog polarnog kruga 24h dnevno dan. Baš kako je prikazano i na slici:

Dakle, za posmatrača na severnoj hemisferi zimski ili decembarski solsticij predstavlja najkraći dan u godini i najdužu noć, odnosno tog dana Sunce prelazi najkraći luk na nebeskoj sferi gledano sa severne polulopte. Može se desiti od 20 do 23. decembra.

Krivac za različito vreme početka godišnjih doba je kalendar. Prema gregorijanskom kalendaru godina traje 365 dana, a prestupna 366 dana. Međutim, tropska godina predstavlja realno vreme koje je potrebno da se Zemlja vrati na isto mesto u ciklusu godišnjih doba.

Tropska godina iznosi u proseku 365,242199 dana, ali varira zbog uticaja drugih nebeskih tela (posebno Meseca i Sunca) koje dovode do precesije i nutacije.

Najviše uticaja na nagib Zemljine ose ima Mesec. I zemljina osa ne miruje, već vrši ta određena kretanja u prostoru.

Precesija je „ljuljanje“ ili tačnije klaćenje Zemljinih obrtnih polova. Otklon Zemljine obrtne ose od centra iznosi danas 23,5 stepeni, a vreme punog kruga iznosi 26000 godina. Ovaj ugao je ustvari odstupanje Zemljine obrtne ose od normale na ravan ekliptike. Taj ugao varira u granicama od 22,1 do 24,5 u periodu od 41 000 godina. Precesija je najzaslužnija za smenu ledenih doba.

Nutacija daje sinusoidnu krivu za precesioni krug sa periodom od 19 godina.

Više o uticaju Meseca na Zemlju možete pogledati >>>> ovde.

Pošto Sunce zimi zauzima položaj nisko na nebu to njegovi zraci duže putuju kroz atmosferu i do površine Zemlje stiže manje energije što kao rezulteta ima hladnije vreme, odnosno zimu. Dakle, godišnja doba ne zavise od udaljenosti Zemlje od Sunca, već od nagiba Zemljine ose i osunčavanja površine Zemlje.

Mesec će u trenutku početka zime biti na granici sazvežđa Rak i Blizanci ispod hotizonta, dok će Sunce bitiu sazvežđu Strelac, takođe ispod horizonta.