Астрономическое описание явления

Различают летнее и зимнее солнцестояние. При этом на поверхности планеты наблюдается самый длинный или самый короткий световой день. В северном полушарии Земли зимнее солнцестояние происходит 21 или 22 декабря, и тогда (южнее северного полярного круга) наблюдается самый короткий день (и самая длинная ночь), а летнее — 20, 21 или 22 июня по UTC, и тогда (южнее северного полярного круга) наблюдается самый длинный день (и самая короткая ночь). В южном полушарии на указанные даты приходятся, соответственно, летнее и зимнее солнцестояния.

В средних широтах в течение астрономической зимы и весны Солнце ежедневно в полдень (точнее, в истинный полдень) поднимается всё выше над горизонтом, а в день летнего солнцестояния «останавливается» и изменяет своё движение на обратное. Затем оно каждый день в полдень опускается всё ниже, и, в конце концов, в момент зимнего солнцестояния, снова «останавливается», изменяет своё движение на обратное и начинает подниматься.

Вследствие високосного сдвига даты солнцестояния в разные годы могут отличаться на 1—2 дня. В астрономии момент зимнего солнцестояния принимается за начало зимы, а момент летнего солнцестояния — за начало лета. Астрономическая долгота солнца в эти моменты, соответственно, 90° и 270°.

В течение нескольких дней до и после момента солнцестояния Солнце почти не меняет склонения, его полуденные высоты в небе почти неизменны (высота в течение года меняется по графику, близкому к синусоиде); отсюда и происходит самое название солнцестояния. Из наблюдений высот Солнца в период обоих солнцестояний может быть определен наклон плоскости эклиптики к плоскости небесного экватора.