看看这张图....令人惊奇的地球，我们地球一年中的四季转换。约翰.内尔逊利用NASA可见地球团队的图片。
对我们这些生活在北半球的人来说，冬至是一年之中白昼最短、黑夜最长的一天。南半球则与之相反，在冬至，黑夜最短、白昼最长。今年的冬至时刻为12月21日（周二）的北京时间下午5:59（UTC 9:59 a.m.），届时太阳也将会位于天空最南端。
2021年冬至时刻太阳将会抵达一年之中天穹的最南端。冬至是北半球一年中白昼最短、黑夜最长的一天，同时也是南半球白昼最长、黑夜最短的一天。
无论你住在哪，无论冬至发生在你所在时区的哪一时刻，我们都可以庆祝这一代表季节转变的时刻。
加拿大阿尔伯塔省梅迪辛哈特市的Ian Hennes创作了这幅显示6月的夏至日和12月冬至日之间太阳运动轨迹的日光图。谢谢你，Ian！
这一动画展现了地球的运动过程，其中标有两分两至点，并附有相关信息。图片来自James O'Donoghue/ Business Insider。
什么是冬至？
人类祖先已经知道，以年为单位，太阳在天空中的路径、白昼长短以及日出和日落的方位沿着某种规律变化。他们建造纪念物以记录太阳每年的运动轨迹，比如位于英格兰的巨石阵（Stonehenge）和位于秘鲁的马丘比丘古城（Machu Picchu）。
不过今天，人们则以全新的视角看待冬至。我们能够在太空捕捉冬至时刻的景象，也了解到正是因为地轴与地球公转的轨道之间存在倾角，才有了冬至这一天文现象。
地球与其运行轨道的夹角并不垂直，而是呈23.5度的倾角。在一年中，正是因为这一倾角的存在，南北半球直接接受日照的时长交替。同时它也让地球存在冬季与夏季。事实上，在每个新年之交，地球离太阳最近，而不是最远。不过这时北半球正在进入冬季。这是因为在一年里北半球在这个时候离太阳最远。
在12月的冬至日，地球的位置意味着太阳停留在北极的地平线以下。从赤道以南23.5度看，即在被称为南回归线的假想线上看，太阳在中午时分位于正上方。这是太阳到达的最南端，赤道以南的所有地区的昼长都超过12小时。
这也意味着，赤道以北的所有地区的昼长都小于12小时。
冬至日是北半球白昼最短的一天。在这一天以后，白昼越来越长、黑夜越来越短。
这是一个几乎所有人都会注意到的季节转变。
地球拥有四季，是因为我们的地球和它的绕日轨道之间有个倾斜角。
应该在何处寻找冬至留在自然界的印记？
无处不在。
对地球上的生灵来说，没有什么比日照时长更为基础，毕竟，太阳是地球上光和热的最终来源。
在北半球，你会注意到黎明日渐推迟，日落日渐提前，太阳横跨天空的弧度也越来越低，太阳在当地午时的天空显得那么低。再留意一下你所在地午时的日影吧，在12月份冬至日，是一年中当地午时日影最长的时刻。
在南半球，一切都正好相反，黎明越来越早，黄昏越来越晚，太阳日渐高升，午时日影在一年中最短。
在冬至日前后，观察日渐晚到的黎明，早早下沉的落日，越来越低的太阳轨道弧线，一年中最长的当地午时日影。照片拍摄：瑟奇
同时，在夏至日，午时日影最短。图片由阿尔塞涅/弗里克拍摄于澳大利亚大满贯夏季沙滩排球节。
为什么最早的日落没有发生在白天最短的那一日？
12月份的冬至日标志着北半球白天最短，南半球白天最长。但是最早的日落或者赤道以南最早的日出时刻却发生在冬至日前。
其实问题的关键点不是日出日落时刻，而是太阳系的真正午时刻，即太阳在当日横跨天际的轨道中抵达最高点的时刻。
12月初时钟指示的太阳真正午时刻比12月21日冬至日早十分钟，不仅冬至日附近的真正午时刻出现较晚，其日出和日落时刻也晚。
正是时钟时刻和太阳时刻的差异，导致了北半球最早的日落和南半球最早的日出时间发生在12月冬至日前。
这一现象的发生主要原因是地球轨道的倾斜，第二个导致时钟午时和太阳真午时差异的原因是地球绕日运行的轨道是长椭圆形的。地球的公转轨道不是正圆形的，地球离太阳越近时，在轨道上运动的速度越快。地球的近日点出现在1月初，此时地球运动的最快，比平均速度快18.5英里(30公里）每秒。12月冬至日时太阳时间和时钟时间差异比夏至时要大，因为一年中冬至日地球离太阳最近。
至日日落：（左侧图片）显示津巴布韦穆塔雷2015年12月冬至日落位置；（右侧图片）显示2016年6月夏至日落位置；图片由彼得.鲁文斯坦拍摄。
纬度会影响日落的时间吗？
是的！最早日落的精确时间取决于你所处的纬度。在北纬中纬度地区，它会在每年的12月初到来。在更北一点的北温带地区——比如加拿大和阿拉斯加——每年最早的日落会在12月中旬到来。在靠近北极圈的地方，最早的日落和冬至日几乎在同一天到来。
除此之外，最迟的日出并不出现在冬至。在北半球的中纬度地区，最迟的日出在1月初到来。
确切的日期并不固定，但顺序却总是相同的：最早的日落在12月初，最短的一天在12月22日前后的冬至日，最迟的日出在1月初。
并且，如此循环往复。
冬至日的烟花，图片来源：格鲁夫图片社/弗里克尔
概要：2021年冬至日是周二，12月21日国际时15：59分（美中央时早上9：59，请换算成你所在时区时间）。它标志着北半球最短一天（冬天第一日）和南半球最长白天（夏天第一日）的到来。祝大家冬至快乐！
BY：Deborah Byrd
FY：Astronomical volunteer team
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