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Décrit avec la TerreTerre comme référence, le solstice d'hiversolstice d'hiver est le jour de l'année où la course du SoleilSoleil dans le ciel est la plus courte et la plus basse au-dessus de l'horizon. Par rapport à tous les autres jours de l'année, le Soleil se lève au plus loin de l'est, monte au plus bas au midi ou méridienméridien (c'est la déclinaisondéclinaison) et se couche au plus loin de l'ouest. Dans le calendrier géorgien, il survient aux alentours du 21 décembre. Les jours précédant et suivant le solstice sont les plus courts de l'année. Le solstice d'hiver de l'hémisphère nordhémisphère nord (boréal) correspond au solstice d'étésolstice d'été de l'hémisphère sudhémisphère sud (austral).

La date précise est difficile à déterminer car la durée du jour (ou de la nuit) varie très peu autour du solstice. Une méthode attribuée à PtoléméePtolémée consiste à mesurer la déclinaison à midi sur plusieurs journées avant et après le solstice pour trouver deux jours consécutifs où cette valeur ne change pas puis de calculer le moment médian. Elle apporte une précision inférieure à la journée.

L’inclinaison est mère des saisons

Décrits avec une référence centrée sur le Soleil, les solstices d'une planète sont dus à l'inclinaison de l'axe de sa rotation par rapport au plan de son orbiteorbite (écliptiqueécliptique). Considérons le plan équatorial de cette planète, incliné lui aussi. Au moment des équinoxeséquinoxes, ce plan intercepte le Soleil. Au moment des solstices, il en est au plus loin. La planète présente alors l'un de ses pôles au Soleil tandis que l'autre est plongé dans la nuit. L'hémisphère « tourné » vers le Soleil reçoit des rayons lumineux avec un angle important. L'hémisphère opposé les reçoit avec un angle rasant (dans un repère lié au sol, un observateur dirait que le Soleil est haut ou bas sur l'horizon). Cette disparité crée une différence d'énergieénergie reçue entre les deux hémisphères, engendrant des saisons.

Sur une planète qui n'est pas inclinée par rapport à son orbite (son plan d'équatorial est confondu avec le plan orbital). Tous les jours de l'année se ressemblent et il n'y a pas de saisonssaisons. Dans le Système solaireSystème solaire, MercureMercure, VénusVénus et JupiterJupiter sont très peu inclinées (2,11° pour la première et 3° pour les deux autres). La Terre, Mars et Saturne sont moyennent inclinées (23,5°, 24° et 26,75°, respectivement). La championne est UranusUranus avec 82°, ce qui implique des saisons extrêmement marquées.