ذكرت الجمعية الفلكيّة بجدة، أن الانقلاب الشتوي في السعودية والمنطقة العربية وكامل النصف الشمالي من الكرة الأرضية "شمال خط الاستواء" يحدث قبل شروق شمس الإثنين 22 ديسمبر 2014 عند الساعة 2:03 فجراً حسب توقيت مكة المكرّمة مع وصول الشمس "ظاهرياً" أقصى نقطة جنوب قبة السماء خلال السنة، وهو أول أيام فصل الشتاء الذي سيستمر 89 يوماً. وأضافت أنه في ذلك التوقيت تكون الشمس واقعة مباشرة فوق مدار الجدي "ظهراً" في النصف الجنوبي من الكرة الأرضية، وتكون الشمس "ظاهرياً" في أقصى ميلان نحو الجنوب؛ حيث يميل القطب الشمالي بعيداً عن الشمس بمقدار 23.5 درجة.
وتابعت، أنه في جميع المواقع شمال خط الاستواء سيكون طول النهار أقل من 12 ساعة.. وفي جنوب خط الاستواء يكون النهار أطول من 12 ساعة.
ولفتت إلى أنه في يوم الانقلاب الشتوي يلاحظ تأخُّر الفجر وأن الشمس تشرق من أقصى الجنوب الشرقي وقوس المسار الظاهري للشمس في قبة السماء منخفض، ويمكن ملاحظة كيف تظهر الشمس عند الظهر، وفي ذلك الوقت يمكن رؤية أن ظلال الأشياء تكون في أقصى طول لها خلال العام، ومن ثم يأتي غروب الشمس مبكرا.
واعتبرت الجمعية الفلكيّة أن الانقلاب الشتوي يحدث بسبب ميلان محور الأرض وحركتها في مدارها حول الشمس ولأن الأرض أثناء دورانها حول الشمس لا تكون عمودية، وإنما مائلة بمقدار 23 درجة ونصف درجة، لذا فإن النصف الشمالي والنصف الجنوبي من الأرض يتبادلان الأماكن في استقبال ضوء الشمس، ولذلك فان ميلان الأرض – وليس المسافة التي تفصلها عن الشمس – هو السبب في حدوث الفصول.
وأضافت أنه من ناحية أخرى ليس كل الأماكن في العالم يوجد لديها شروق وغروب للشمس في يوم الانقلاب الشتوي، فشمال الدائرة القطبية "شمال 66.5 خط عرض شمال" لا يوجد شروق أو غروب الشمس في هذا اليوم، لأن الشمس تبقى تحت الأفق طوال اليوم. في حين أنه في الدائرة القطبية الجنوبية عند خط العرض 66.50 جنوب خط الاستواء لن يرصد شروق أو غروب للشمس أيضاً بسبب أن الشمس تظل فوق الأفق طوال اليوم، وهي ظاهرة تعرف بتسمية شمس منتصف الليل.
وتابعت، من المعروف أن الغروب المبكر للشمس دوماً يحدث قبل الانقلاب الشتوي في النصف الشمالي من الكرة الأرضية، وذلك مرتبط "بالظهر الشمسي الحقيقي"؛ حيث تصل الشمس أعلى نقطة في السماء وليس على وقت شروق وغروب الشمس.
ففي مطلع ديسمبر "الظهر الشمسي الحقيقي" يأتي مبكراً تقريبا ب 10 دقائق بحسب الساعة مما يكون في يوم الانقلاب الشتوي، وهذا التعارض بين وقت الساعة ووقت الشمس يتسبّب في غروب الشمس المبكر الذي يسبق الانقلاب الشتوي. وهذا يحدث بشكل رئيس بسبب ميلان محور دوران حول نفسها، والسبب الثاني بسبب المدار البيضاوي للأرض حول الشمس، فعندما تكون الأرض قريبة للشمس الأرض تتحرّك بسرعة في مدارها وهذا يحدث في مطلع يناير، ولذلك فنحن نتحرك الآن في المدار أسرع قليلاً من معدل السرعة 18 ميلاً في الساعة.
أما اليوم الدقيق لأبكر غروب للشمس فهو يعتمد على خط العرض، ولكن بشكل عام يحدث التسلسل التالي: غروب مبكر للشمس مطلع ديسمبر، أقصر نهار في يوم الانقلاب الشتوي، وتأخر شروق الشمس مطلع يناير.
وختمت الجمعية تقريرها بعد وصول الشمس أقصى نقطة إلى الجنوب في قبة السماء في الانقلاب الشتوي سيلاحظ ظاهرياً وكأن الشمس توقفت مؤقتاً وتشرق من نقطة واحدة جنوب السماء لعدة من الأيام قبل أن تبدأ مسارها الظاهري باتجاه الشمال من جديد نتيجة تقدم الأرض في مدارها حول الشمس، وتبدأ بعد ذلك زيادة ساعات حتى يتساوى طول الليل والنهار مع حدوث الاعتدال الربيعي في 21 مارس 2015.
