يبدأ فصل الشتاء فلكيًا في مصر السبت القادم 21 ديسمبر ويستمر 88 يوما و23 ساعة، ويكون طول النهار أقل ما يمكن في ذلك اليوم، حيث الانقلاب الشتوى “ذروة الشتاء فلكيًا”، وفيه نلاحظ زيادة طول الليل عن طول النهار.
ويحدث الانقلاب الشتوي يسبب 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 الأربعة.
والقطب الشمالي يكون مائل بعيدا 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.
وبشكل 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 او 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 أو غروب للشمس أيضًا، لأن الشمس تظل فوق الأفق طوال اليوم وهي ظاهرة تعرف بشمس منتصف الليل وهي أحد أدلة كروية الأرض.
ويلاحظ في يوم الانقلاب الشتوي تأخر الفجر والشمس تشرق من أقصى الجنوب الشرقي وقوس المسار الظاهري للشمس في قبة السماء يكون منخفضًا، وعند الظهر ” الزوال ” تكون ظلال الأشياء في اقصى طول لها خلال السنه ومن ثم يأتي غروب الشمس مبكرًا.
وبعد وصول الشمس أقصى نقطة جنوب السماء” ظاهريًا” في الانقلاب الشتوي سيلاحظ وكأنها تشرق من نقطة واحدة جنوب السماء لبضع الأيام قبل أن تبدأ مسارها الظاهري باتجاه 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.