Na severnej pologuli sa v piatok 22. decembra začína astronomická zima

Slnečné lúče dopadajú kolmo na obratník Kozorožca (rovnobežka zodpovedajúca približne 23,5 stupňu južnej zemepisnej šírky). V rovine obratníka Kozorožca sa nachádza stred slnečného kotúča. Pozorovateľ, ktorý stojí na tomto mieste, má slnko v čase poludnia presne v nadhlavníku a jeho postava nevrhá tieň. Znamená to tiež, že práve 22. december je najkratším dňom v roku.

Striedanie ročných období vyplýva zo sklonu zemskej osi. Keby bola zemská os kolmá na obežnú dráhu Zeme, dopadali by slnečné lúče po celý rok kolmo na rovník. Zemská os je však naklonená o 23,5 stupňa. Vďaka tomu aj miesto, na ktoré kolmo dopadajú slnečné lúče, kolíše počas roka medzi obratníkom Kozorožca (23,5 stupňa južnej zemepisnej šírky) a obratníkom Raka (23,5 stupňa severnej zemepisnej šírky).

Od zimného slnovratu sa začínajú dni opäť predlžovať a noci skracovať. V Bratislave vyjde slnko o 7. hodine a 39. minúte a zapadne presne o 16.00 h. Deň – od východu do západu Slnka – potrvá osem hodín 20 minút a 56 sekúnd. Už 23. december bude o štyri sekundy dlhší.

Prvý deň roka bude o 53 sekúnd dlhší a 6. januára dokonca o minútu a 19 sekúnd – čo vystihuje príslovie na Nový rok o kurací krok, na Tri krále o minutu dále. Rýchlosť, akou sa dni predlžujú, sa zvyšuje a 2. februára uplynie od východu po západ slnka až 9 hodín a 32 minút (na Hromnice o hodinu více).

Aj napriek malej rozlohe Slovenska sa časy východov a západov Slnka líšia. Napríklad v Michalovciach nastávajú o 17 minút skôr. Rozdielna je však aj dĺžka dňa, čo závisí od zemepisnej šírky. V Košiciach trvá najkratší deň v roku osem hodín a 16 minút, v Čadci dokonca len osem hodín, deväť minút a 38 sekúnd.

V období zimného slnovratu sú dni tým kratšie, čím severnejšie sa nachádzame. V oblastiach za severným polárnym kruhom panuje polárna noc. Napríklad v nórskom meste Tromsö, ležiacom približne na 69. stupni severnej zemepisnej šírky, slnko nevyšlo od 28. novembra. Naposledy bolo nad obzorom 27. novembra od 11.11 h do 11.51 h, teda len 40 minút. Prvý raz vyjde až 15. januára tesne pred poludním, a to iba na 18 minút.

Naopak, na južnej pologuli predstavuje 21. december začiatok astronomického leta a dni sa tam postupne začínajú skracovať. Za južným polárnym kruhom slnko nezapadá a panujú tam biele noci.

Na severnej pologuli potrvá astronomická zima do 20. marca. V tento deň o 4.06 h SEČ nastane jarná rovnodennosť.