انقلاب زمستانی
در حرکت سالانۀ خورشید در آسمان نقطه ای وجود دارد که خورشید به پایین ترین ارتفاع خود در آسمان می رسد. این نقطه را نقطه انقلاب زمستانی می نامیم که در نیمکره های شمالی و جنوبی زمین به طور معکوس وجود دارند. این بدان معنا است که خورشید هنگامی در نیمکره شمالی پایین ترین ارتفاع را دارد که در نیمکره جنوبی بالاترین ارتفاع را دارد و بر عکس. در تصویر پایین زمین را در چهار زمان می بینیم که انقلاب زمستانی نیمکره شمالی تصویر پایین سمت راست می باشد.
در زمان انقلاب زمستانی طول شب به بیشترین مقدار خود می رسد و طولانی ترین شب سال را خواهیم داشت این زمان یکم برج دی و اولین روز زمستان یا همان شب یلدا می باشد. طول شب برای عرضهای جغرافیایی مختلف متفاوت می باشد و در زمستان نیمکره شمالی هرچه به عرضهای شمالی تر برویم مدت زمان شب طولانی تر خواهد بود. همچنین لازم به ذکر است که طولانی ترین شب سال به معنای دیرترین غروب و طلوع خورشید نیست بلکه مدت زمانیکه شب می باشد مد نظر است. زودترین یا دیرترین طلوع و غروب خورشید به گردش زمین بر روی مدار بیضی آن به دور خورشید و نیز چرخش آن به دور خود بستگی دارد که همین باعث می شود ظهر همواره ساعت 12 نباشد.