وتشير الحسابات أنه بعد الاعتدال الربيعي تستمر حركة الشمس الظاهرية في الاتجاه نحو شمال خط الاستواء تدريجياً ويواصل ميل أشعة الشمس في الزيادة فيزداد طول النهار تدريجياً وينقص طول الليل، في حين يحدث العكس في نصف الكرة الجنوبي حتى تصبح أشعة الشمس عمودية تماماً على مدار السرطان (۲۳٫٥) درجة شمالاً حول يوم 21 من شهر يونية (الانقلاب الصيفي) فيحدث الصيف في نصف الكرة الشمالي، ويحدث الشتاء في نصف الكرة الجنوبي، وتصبح أحوال الكرة الأرضية خلال الانقلاب الصيفي.
وفي يوم الانقلاب الصيفي (21) (يونية) يبلغ طول النهار أقصاه في نصف الكرة الشمالي، وفي هذا اليوم أيضاً لا تغرب الشمس بالنسبة إلى الأماكن الواقعة في المنطقة المتجمدة الشمالية خط) عرض 33 66 فأكثر شمالاً) ويظل النهار لمدة 24 ساعة، وتسمى هذه الظاهرة ظاهرة شمس منتصف الليل (Midnight sun) وفي الوقت نفسه لا تشرق الشمس بالنسبة إلى الأماكن الواقعة في المنطقة المتجمدة الجنوبية خط عرض 33 66 فأكثر جنوباً) فيسود الليل لمدة 24 ساعة ، وعكس ذلك يحدث أثناء الانقلاب الشتوي
وحدث الانقلاب الشتوى الأربعاء 21 ديسمبر 2022م الموافق 27 من جمادى الأولى 1444هـ الساعة 23:48 معلنا بداية فصل الشتاء فلكيا، وذلك طبقا للحسابات الفلكية والأرصاد التى يقوم بها معمل أبحاث الشمس بالمعهد القومى للبحوث الفلكية والجيوفيزيقية.
والشمس تدور فى مدار ظاهرى بالنسبة إلى نجوم الخلفية السماوية التى تظهر ثابتة فى السماء، ويعرف هذا المدار بدائرة البروج ويميل مستوى دائرة البروج مع مستوى دائرة الاستواء السماوى بزاوية، قدرها 23 درجة و27 دقيقة وهى الزاوية نفسها التى يميل بها محور دوران الكرة الأرضية عن العمودى على مستوى مدارها.
ونتيجة لدوران الأرض حول الشمس وميل محورها على مستوى مدارها تحدث الفصول الأربعة وفى فصل الشتاء تسقط أشعة الشمس متعامدة على مدار الجدى 23 درجة ونصف جنوباً وتكون أشعة الشمس شديدة الميل على نصف الكرة الشمالى وشبه عمودية على نصف الكرة الجنوبى فيما عدا مدار الجدي، ويقل طول النهار عن طول الليل فى نصف الكرة الشمالى
