تشير الحسابات الفلكية إلى أن الانقلاب الشتوي يحدث اليوم الأحد 21 ديسمبر، حيث تصل الشمس إلى أقصى ميل لها نحو مدار الجدي جنوبًا، معلنة بداية فصل الشتاء فلكيًا في النصف الشمالي من الكرة الأرضية، والذي يستمر قرابة 89 يومًا، بينما يشهد النصف الجنوبي في التوقيت ذاته بداية فصل الصيف. ويُعد هذا اليوم أقصر نهار وأطول ليل في العام، نتيجة ميل محور دوران الأرض بزاوية 23.5 درجة أثناء دورانها حول الشمس، وهو ما يؤدي إلى اختلاف كمية الطاقة الشمسية الواصلة إلى نصفي الكرة الأرضية، فتتعاقب الفصول الأربعة، وليس بسبب بُعد أو قرب الأرض من الشمس. وخلال الانقلاب الشتوي، يكون القطب الشمالي مائلًا بعيدًا عن الشمس، فتظهر الشمس ظاهريًا في أقصى جنوب السماء، ويقل طول النهار عن 12 ساعة في معظم مناطق النصف الشمالي، بينما يزيد عن ذلك في النصف الجنوبي. أما المناطق الواقعة شمال الدائرة القطبية الشمالية (66.5 درجة شمالًا)، فلا تشهد شروقًا أو غروبًا للشمس، حيث تبقى أسفل الأفق طوال اليوم، في المقابل تشهد الدائرة القطبية الجنوبية ظاهرة شمس منتصف الليل، وهي من الظواهر الفلكية الدالة بوضوح على كروية الأرض. ويُلاحظ في هذا اليوم تأخر شروق الشمس، وبزوغها من أقصى الجنوب الشرقي، مع انخفاض مسارها الظاهري في السماء، وبلوغ الظلال أقصى أطوالها وقت الزوال، إلى جانب الغروب المبكر. وبعد وصول الشمس إلى أقصى نقطة جنوب السماء، يظل موقع شروقها شبه ثابت لعدة أيام، قبل أن يبدأ مسارها الظاهري في التحرك تدريجيًا نحو الشمال، لتبدأ ساعات النهار في الازدياد تدريجيًا حتى الاعتدال الربيعي في 20 مارس 2026، حيث يتساوى طول الليل والنهار. ويُعد فصل الشتاء أبرد فصول السنة، ويتميز بانخفاض درجات الحرارة وقصر ساعات النهار وطول الليل، كما يُعد موسمًا للأمطار، خاصة على السواحل الشمالية.