21 декабря 2012 года в 15 часов 12 минут по московскому времени Солнце максимально опустится в южное полушарие неба, то есть двигаясь по эклиптике, достигнет ее наименьшего склонения – 23 градуса 26,457 минут (в созвездии Стрельца) и наступит астрономическая зима.

На широте Москвы Солнце поднимается над горизонтом на высоту менее чем на 11 градусов. На других широтах высоту максимальной высоты Солнца над горизонтом можно вычислить по формуле: высота Солнца = 90 - (широта пункта + 23,5). Во время зимнего солнцестояния в северном полушарии Земли Солнце меньше всего остается над горизонтом. 21 и 22 декабря – самые короткие дни в году. С 21 на 22 декабря - самая длинная ночь.

Долгота дня на широте Москвы достигает лишь 6 часов 56 минут. В это время жителям средней и северной полосы России приходится дольше всего применять искусственное освещение, практически, круглые сутки. Но этот факт благоприятствует ночным наблюдениям, когда ночь длиннее всего и небо остается темным более полусуток. Это самый благоприятный период для наблюдений различных небесных объектов ночного неба, но зимние холода и частая ненастная погода (в средней полосе России) не позволяют проводить полноценных наблюдений.

Во время зимнего солнцестояния Солнце выше широты 66,5 градусов вообще не восходит, и ночь длится круглые сутки. Лишь сумерки в этих широтах говорят о том, что Солнце где-то под горизонтом в середине сумеречного сегмента. На Северном полюсе Земли не видно не только Солнца, но и сумерек, поэтому направление на Солнце можно узнать лишь по созвездиям. С Северного полюса оно будет видно по направлению ниже созвездия Геркулеса. 21 декабря Солнце пересекает 18 часовой меридиан и начинает подниматься вверх по эклиптике, начиная путь к весеннему равноденствию, когда оно пересечет небесный экватор.


День зимнего солнцестояния занимал важное место в культуре, начиная, по крайней мере с неолита. Считается, что это доказывают сохранившиеся археологические памятники — такие как, например, Стоунхендж в Англии и Ньюгрейндж в Ирландии. Основная ось обоих сооружений указывает на точку восхода (Ньюгрейндж) или захода (Стоунхендж) солнца в день зимнего солнцестояния. Древние славяне также отмечали дни солнцестояния и равноденствия. Эти дни (два солнцестояния и два равноденствия — Коляда, Великдень, Купала и Овсень — Таусень) служили точками отсчёта для занятия земледелием, строительством, и другими жизненно важными для общества делами. Эти дни, помимо точной даты имеют ещё и свою «неделю» (Русалии, Колядки и прочие).

С солнцестоянием предположительно связан также семитский предшественник «праздника света» — Хануки.