看看這張圖….令人驚奇的地球，我們地球一年中的四季轉換。約翰.內爾遜利用NASA可見地球團隊的圖片。
對我們這些生活在北半球的人來說，冬至是一年之中白晝最短、黑夜最長的一天。南半球則與之相反，在冬至，黑夜最短、白晝最長。今年的冬至時刻為12月21日（周二）的臺北時間下午5:59（UTC 9:59 a.m.），屆時太陽也將會位于天空最南端。
2021年冬至時刻太陽將會抵達一年之中天穹的最南端。冬至是北半球一年中白晝最短、黑夜最長的一天，同時也是南半球白晝最長、黑夜最短的一天。
無論你住在哪，無論冬至發生在你所在時區的哪一時刻，我們都可以慶祝這一代表季節轉變的時刻。
加拿大阿爾伯塔省梅迪辛哈特市的Ian Hennes創作了這幅顯示6月的夏至日和12月冬至日之間太陽運動軌跡的日光圖。謝謝你，Ian！
這一動畫展現了地球的運動過程，其中標有兩分兩至點，并附有相關資訊。圖片來自James O’Donoghue/ Business Insider。
什么是冬至？
人類祖先已經知道，以年為單位，太陽在天空中的路徑、白晝長短以及日出和日落的方位沿著某種規律變化。他們建造紀念物以記錄太陽每年的運動軌跡，比如位于英格蘭的巨石陣（Stonehenge）和位于秘魯的馬丘比丘古城（Machu Picchu）。
不過今天，人們則以全新的視角看待冬至。我們能夠在太空捕捉冬至時刻的景象，也了解到正是因為地軸與地球公轉的軌道之間存在傾角，才有了冬至這一天文現象。
地球與其運行軌道的夾角并不垂直，而是呈23.5度的傾角。在一年中，正是因為這一傾角的存在，南北半球直接接受日照的時長交替。同時它也讓地球存在冬季與夏季。事實上，在每個新年之交，地球離太陽最近，而不是最遠。不過這時北半球正在進入冬季。這是因為在一年里北半球在這個時候離太陽最遠。
在12月的冬至日，地球的位置意味著太陽停留在北極的地平線以下。從赤道以南23.5度看，即在被稱為南回歸線的假想線上看，太陽在中午時分位于正上方。這是太陽到達的最南端，赤道以南的所有地區的晝長都超過12小時。
這也意味著，赤道以北的所有地區的晝長都小于12小時。
冬至日是北半球白晝最短的一天。在這一天以后，白晝越來越長、黑夜越來越短。
這是一個幾乎所有人都會注意到的季節轉變。
地球擁有四季，是因為我們的地球和它的繞日軌道之間有個傾斜角。
應該在何處尋找冬至留在自然界的印記？
無處不在。
對地球上的生靈來說，沒有什么比日照時長更為基礎，畢竟，太陽是地球上光和熱的最終來源。
在北半球，你會注意到黎明日漸推遲，日落日漸提前，太陽橫跨天空的弧度也越來越低，太陽在當地午時的天空顯得那么低。再留意一下你所在地午時的日影吧，在12月份冬至日，是一年中當地午時日影最長的時刻。
在南半球，一切都正好相反，黎明越來越早，黃昏越來越晚，太陽日漸高升，午時日影在一年中最短。
在冬至日前后，觀察日漸晚到的黎明，早早下沉的落日，越來越低的太陽軌道弧線，一年中最長的當地午時日影。照片拍攝：瑟奇
同時，在夏至日，午時日影最短。圖片由阿爾塞涅/弗里克拍攝于澳大利亞大滿貫夏季沙灘排球節。
為什么最早的日落沒有發生在白天最短的那一日？
12月份的冬至日標志著北半球白天最短，南半球白天最長。但是最早的日落或者赤道以南最早的日出時刻卻發生在冬至日前。
其實問題的關鍵點不是日出日落時刻，而是太陽系的真正午時刻，即太陽在當日橫跨天際的軌道中抵達最高點的時刻。
12月初時鐘指示的太陽真正午時刻比12月21日冬至日早十分鐘，不僅冬至日附近的真正午時刻出現較晚，其日出和日落時刻也晚。
正是時鐘時刻和太陽時刻的差異，導致了北半球最早的日落和南半球最早的日出時間發生在12月冬至日前。
這一現象的發生主要原因是地球軌道的傾斜，第二個導致時鐘午時和太陽真午時差異的原因是地球繞日運行的軌道是長橢圓形的。地球的公轉軌道不是正圓形的，地球離太陽越近時，在軌道上運動的速度越快。地球的近日點出現在1月初，此時地球運動的最快，比平均速度快18.5英里(30公里）每秒。12月冬至日時太陽時間和時鐘時間差異比夏至時要大，因為一年中冬至日地球離太陽最近。
至日日落：（左側圖片）顯示津巴布韋穆塔雷2015年12月冬至日落位置；（右側圖片）顯示2016年6月夏至日落位置；圖片由彼得.魯文斯坦拍攝。
緯度會影響日落的時間嗎？
是的！最早日落的精確時間取決于你所處的緯度。在北緯中緯度地區，它會在每年的12月初到來。在更北一點的北溫帶地區——比如加拿大和阿拉斯加——每年最早的日落會在12月中旬到來。在靠近北極圈的地方，最早的日落和冬至日幾乎在同一天到來。
除此之外，最遲的日出并不出現在冬至。在北半球的中緯度地區，最遲的日出在1月初到來。
確切的日期并不固定，但順序卻總是相同的：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，最遲的日出在1月初。
并且，如此循環往復。
冬至日的煙花，圖片來源：格魯夫圖片社/弗里克爾
概要：2021年冬至日是周二，12月21日國際時15：59分（美中央時早上9：59，請換算成你所在時區時間）。它標志著北半球最短一天（冬天第一日）和南半球最長白天（夏天第一日）的到來。祝大家冬至快樂！
BY：Deborah Byrd
FY：Astronomical volunteer team
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