تشير الحسابات الفلكية إلى أن الانقلاب الشتوي سيحدث غدًا، الأحد 21 ديسمبر، حيث ستصل الشمس إلى أقصى ميل لها على مدار الجدي، مما يعني بداية فصل الشتاء فلكيًا في النصف الشمالي من الكرة الأرضية، والذي يستمر حوالي 89 يومًا، بينما يشهد النصف الجنوبي الانقلاب الصيفي.
يحدث الانقلاب الشتوي نتيجة ميل محور الأرض بمقدار 23.5 درجة أثناء دورانها حول الشمس، مما يجعل نصف الكرة الشمالي والجنوبي يتبادلان الأماكن في استقبال أشعة الشمس، وليس بسبب اختلاف المسافة عن الشمس. هذا الاختلاف في طول النهار والليل بين نصفَي الكرة الأرضية هو دليل عملي على كروية الأرض، حيث لا يمكن للأرض المسطحة أن تنتج هذا الاختلاف الدوري في زاوية سقوط أشعة الشمس والفصول الأربعة.
في يوم الانقلاب الشتوي، يكون القطب الشمالي مائلًا بعيدًا عن الشمس، فتكون الشمس ظاهريًا في أقصى جنوب السماء، مما يجعل النهار في معظم المواقع شمال خط الاستواء أقصر من 12 ساعة، بينما يكون أطول من 12 ساعة في نصف الكرة الجنوبي.
من ناحية أخرى، في شمال الدائرة القطبية (خط عرض 66.5 درجة شمال)، لا يحدث شروق أو غروب للشمس، إذ تبقى الشمس تحت الأفق طوال اليوم، بينما في الدائرة القطبية الجنوبية (خط عرض 66.5 درجة جنوب)، تبقى الشمس فوق الأفق طوال اليوم، مما يؤدي إلى ظاهرة شمس منتصف الليل، وهي إحدى الأدلة على كروية الأرض.
كما يُلاحظ في يوم الانقلاب الشتوي تأخر الفجر وشروق الشمس من أقصى الجنوب الشرقي، ويكون قوس مسار الشمس في السماء منخفضًا، وعند الزوال تكون الظلال في أقصى طول لها خلال السنة، وتغرب الشمس مبكرًا.
بعد وصول الشمس إلى أقصى نقطة جنوب السماء، تستمر في الظهور من نقطة ثابتة جنوب الأفق لبضع أيام، قبل أن يبدأ مسارها الظاهري في التحرك نحو الشمال تدريجيًا نتيجة حركة الأرض في مدارها حول الشمس. ومع مرور الأيام، تبدأ ساعات النهار في الزيادة حتى يحدث الاعتدال الربيعي يوم 20 مارس 2026، حيث تتساوى ساعات الليل والنهار.