Oduvijek su nas učili da prvi dan zime dolazi 21. prosinca ali i da je na taj datum dan najkraći u godini, a noć najduža. To nazivamo zimskim solsticijem ili suncostajem. U tom trenu Sunce je u svom prividnom kretanju najužnije ili najniže nad obzorjem. Na taj dan je Zemljin sjeverni pol najudaljeniji od Sunca, a južni najpriklonjeniji Suncu. Tada je južna Zemljina polutka najviše obasjana pa je stanovnicima na tom dijelu Zemljine polutke dan najduži, a noć najkraća u godini.
Točan trenutak prvog dana zime se mijenja
Suncostaji i ravnodnevice, pa tako niti prvi dan zime ne nastupa svake godine u isti sat, ponekad čak niti u isti dan. Od osnovne škole, u udžbenicima nikada nisu navedeni isti datumi. Za promjene godišnjih doba Zemljina os ne mijenja položaj u prostoru vremena, ali ipak postoje lagane i dugoročne promjene položaja Zemljine osi zbog uzajamnih gravitacijskih djelovanja svih tijela Sunčeva sustava, a poglavito Sunca i Mjeseca na Zemlju. Ti se procesi nazivaju precesija i nutacija. Radi toga se točke solsticija i ravnodnevnica pomiču po ekliptici u suprotnom smjeru od prividnog kretanja Sunca na godišnjoj razini.
Osim toga na datum prvog dana zime utječu i korekcije kalendara, točnije prijestupne godine. Uz to, vrijeme nastupanja suncostaja i ravnodnevnica je različito iskazano ovisno o vremenskoj zoni. Ovo je prikaz kako se do sada mijenjao datum prvog dana zime, točnije, zimskog ekvinocija:
2000. godine: 21. prosinca u 13.37 2001. godine: 21. prosinca u 19.21 2002. godine: 22. prosinca u 01.14 2003. godine: 22. prosinca u 07.04 2004. godine: 21. prosinca u 12.42 2005. godine: 21. prosinca u 18.35 2006. godine: 22. prosinca u 00.22 2007. godine: 22. prosinca u 06.08 2008. godine: 21. prosinca u 12.04 2009. godine: 21. prosinca u 17.47 2010. godine: 21. prosinca u 23.38
2017. godine će prvi dan zime biti 22. prosinca i to u točno 06:30 minuta. Najduža noć i najkraći dan će biti 22. prosinca. Sunce će izaći u 07:15 sati, a zalazak će biti u 15:58 sati. To znači da će dan trajati 8 sati i 43 minute, a noć čak 15 sati i 17 minuta.
Kretanje Sunca i Sunčevih tijela
Kroz godinu postoje relativno određene smjene vremena koja nazivamo godišnjim dobima. Ona su usko povezana s kretanjem Sunca na nebu. U toplom dijelu godine Sunce se kreće u luku visoko nad obzrom, a u hladnijim dijelovima godine ono je nisko nad horizontom. U našem predjelu mogu se osjetiti razlike u vremenu između četiri godišnja doba - zime, proljeća, ljeta i jeseni. To su zapravo četiri razdoblja na koje dijelimo godinu temeljem položaja Sunca na nebu.
Godišnja doba se mijenjaju ovisno o nagibu Zemljine osi u odnosu na ravninu po kojoj Zemlja ide oko Sunca. Kako Zemlja kruži oko Sunca, Zemljina os u odnosu na sunce može doći u različite položaje pa tako Sjeverni pol bude najviše priklonjen Suncu. U tom slučaju ta polovica zemlje prima više topline i svjetlosti nego južna. To se događa od 21. lipnja, a taj dan nazivamo ljetnim solsticijem Tada je svim ljudima na sjevernoj polutki dan najdulji, a noć najkraća u godini.
Kretanjem i ophodnjom oko Sunca, sve manje se obasjava sjeverna, a sve više južna polutka. U jednom trenutku su obje jednako obasjane, a to se događa 23. rujna i taj dan nazivamo jesenskom ravnodnevnicom ili ekvinocijem. Tog su datuma dan i noć jednako duži i počinje godišnje doba jesen.
Nastavkom putovanja Zemlja dolazi u položaj kada je Južni pol najviše priklonjen Suncu, i kad su Sunčeve zrake okomite na južnu obratnicu. Tada je Sjeverni pol najviše otklonjen od Sunca i na sjevernoj polutki je noć najdulja, a dan najkraći. Zimski suncostaj je prvi dan zime na sjevernoj polutki, a događa se 21. ili 22. prosinca.
Prvi dan proljeća dolazi nam 20. ili 21. ožujka, a to je dan kada su obje Zemljine polutke ponovno jednako obasjane, a Sunčeve su zrake okomite na polutnik.
Prvi dan zime nije najhladniji dan
Dosada se u pravilu događalo da iako je 21. prosinca prvi dan zime, uobičajeno nije najhladniji dan zime već tijekom zime postaje sve dulji i hladniji. Također je zanimljivo da niti najdulji dan nije i najtopliji, a za ljeta dan postaje sve kraći, a među najtoplijim mjesecima je inače srpanj.
Najniža i najviša srednja mjesečna temperatura u umjerenim širinama nastupaju nakon suncostaja. To je posljedica postojanja atmosfere i hidrosfere, koji mijenjaju toplinsku bilancu Zemlje. Dokazano je kako je potrebno neko vrijeme da se atmosfera, a posebno Zemaljsko more ugrije ljeti, odnosno ohladi zimi.
