يشهد النصف الشمالي من الكرة الأرضية حدوث الانقلاب الشتوي هذه السنة الأحد 22 ديسمبر (كانون الأول) عند الساعة 06:19 صباحاً بتوقيت القاهرة (04:19 صباحاً بتوقيت جرينتش) وهي علامة على بداية فصل الشتاء فلكياً.
وبحسب الدكتور أحمد عبدالعال، رئيس هيئة الأرصاد الجوية هذا اليوم يكون القطب الشمالي مائلاً بعيداً عن الشمس وتصل الشمس ظاهرياً إلى أقصى نقطة جنوب قبة السماء واقعة مباشرة فوق مدار الجدي، وفي جميع المواقع شمال خط الاستواء يكون طول النهار أقل من 12 ساعة، ويتأخر الفجر وتشرق الشمس من أقصى الجنوب الشرقي وقوس المسار الظاهري للشمس في قبة السماء يكون منخفضاً، وعند الظهر (الزوال) تكون ظلال الأشياء في أقصى طول لها خلال السنة، ومن ثم يأتي غروب الشمس مبكراً».
لكن ليست 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 خط الاستواء لن يرصد شروق أو غروب للشمس أيضاً، لأن الشمس تظل فوق الأفق طوال اليوم وهي ظاهرة تعرف بشمس منتصف الليل».
والسبب في حدوث الانقلاب الشتوي، يرجع إلى ميلان محور دوران الأرض حول نفسها وحركتها حول الشمس، فالأرض أثناء دورانها حول الشمس ليست عمودية ولكنها 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 الأربعة.
ويلاحظ أن اليوم الأول من فصل الشتاء فلكياً متغير من 21 إلى 22 ديسمبر (كانون الأول) رغم أن محور دوران الأرض يبقى ثابتاً نسبياً بالنسبة للنجوم أثناء دورانها حول الشمس (يتغير اتجاهه بالنسبة إلى الشمس على مدار العام)، والسبب أن السنة الشمسية ليست عدداً دقيقاً من الأيام، فعادة ما تعتبر 365 يوماً عاماً، ولكن العام الشمسي يبلغ 365.2421897 يوماً، لذا فإن سنة التقويم أقصر قليلاً من السنة الشمسية، والسنوات الكبيسة أطول قليلاً.
جدير بالذكر بعد وصول الشمس أقصى نقطة جنوب السماء «ظاهرياً» في الانقلاب الشتوي سيلاحظ أنها تشرق من نقطة واحدة لعدد من الأيام قبل أن تبدأ مسارها الظاهري باتجاه الشمال من جديد.
