Czas około 21 lub 22 grudnia jest bardzo ważnym dniem dla naszej planety i jej związku ze słońcem. 21 grudnia jest jednym z dwóch przesileń, dni, w których promienie słoneczne padają bezpośrednio na jeden z nich dwie tropikalne linie szerokości geograficznej. W 2018 r. Dokładnie o 17:23 EST (22:23 UTC) 21 grudnia 2018 r. zima zaczyna się na półkuli północnej, a lato na półkuli południowej.
Dlaczego występuje przesilenie zimowe?
Ziemia obraca się wokół własnej osi, wyimaginowanej linii przebiegającej przez planetę między biegunem północnym i południowym. Oś jest nieco pochylona poza płaszczyznę obrotu Ziemi wokół Słońca. Pochylenie osi wynosi 23,5 stopnia; dzięki temu przechyleniu cieszymy się z czterech pór roku. Przez kilka miesięcy w roku połowa ziemi otrzymuje więcej bezpośrednich promieni słonecznych niż druga połowa.
Oś Ziemi zawsze wskazuje ten sam punkt we wszechświecie. Gdy oś wskazuje na słońce od grudnia do marca (z powodu Względne położenie ziemi na słońce), półkula południowa cieszy się bezpośrednimi promieniami słońca w miesiącach letnich. Alternatywnie, gdy oś przechyla się w stronę słońca, tak jak to ma miejsce między nimi
Czerwiec i wrzesień, na półkuli północnej jest lato, ale na półkuli południowej zima.21 grudnia nazywa się przesileniem zimowym na półkuli północnej i jednocześnie przesileniem letnim na półkuli południowej. 21 czerwca przesilenia zostają odwrócone, a lato zaczyna się na półkuli północnej.
21 grudnia jest 24 godziny światła dziennego na południe od koła antarktycznego (66,5 ° na południe od równika) i 24 godziny ciemności na północ od koła podbiegunowego (66,5 ° na północ od równika). Promienie słoneczne są bezpośrednio nad głową wzdłuż zwrotnik Koziorożca (linia szerokości geograficznej na 23,5 ° południe, przechodząca przez Brazylię, Republikę Południowej Afryki i Australię) w dniu 21 grudnia.
Bez pochylenia osi ziemi nie mielibyśmy pór roku. Przez cały rok promienie słoneczne znajdowałyby się bezpośrednio nad równikiem. Wystąpiłaby tylko niewielka zmiana, ponieważ ziemia nieznacznie się zmienia orbita eliptyczna wokół Słońca. Ziemia jest najdalej od słońca około 3 lipca; punkt ten jest znany jako aphelium, a Ziemia znajduje się 94.555.000 mil od Słońca. The peryhelium ma miejsce około 4 stycznia, kiedy Ziemia znajduje się zaledwie 91.445.000 mil od Słońca.
Kiedy lato występuje na półkuli, jest to spowodowane tym, że półkula odbiera więcej bezpośrednich promieni słonecznych niż półkula przeciwna, gdzie jest zima. Zimą energia słoneczna uderza w ziemię pod kątem ukośnym i dlatego jest mniej skoncentrowana.
Wiosną i jesienią oś ziemi jest skierowana na boki, więc obie półkule mają umiarkowaną pogodę, a promienie słońca znajdują się bezpośrednio nad równikiem. Pomiędzy Zwrotnikiem Raka a Zwrotnikiem Koziorożca (23,5 ° szerokości geograficznej na południe) naprawdę nie ma pór roku, ponieważ słońce nigdy nie jest bardzo nisko na niebie, więc pozostaje ciepłe i wilgotne („tropikalne”) przez cały rok. Tylko ci ludzie na wyższych szerokościach geograficznych na północ i południe od tropików doświadczają pór roku.