La razón de que haya solsticios –y las estaciones– es que la Tierra está inclinada respecto al Sol a una media de 23,5 grados con respecto al plano del Sol. Esto significa que los hemisferios norte y sur reciben cantidades desiguales de luz solar durante un año mientras orbitamos alrededor de nuestra estrella.

Cada hemisferio se enfría durante la parte del año en la que está inclinado más lejos del Sol. El solsticio de invierno (junio en el sur, diciembre en el norte) llega en el momento en que esa inclinación se encuentra en su ángulo más extremo.

El invierno meteorológico en el hemisferio sur ocurre siempre en junio, julio y agosto, porque suelen ser los meses más fríos del año. Se basa enteramente en el ciclo anual de temperatura, en lugar de tener una base astronómica.

Teniendo en cuenta la enorme influencia de la luz solar sobre el clima terrestre, ¿por qué la época más oscura del año no es también la más fría?

Básicamente, lleva su tiempo que el agua y la tierra se enfríen después de todo el calor que han absorbido durante el verano. Por lo tanto, el mínimo de luz diurna no viene seguido de las temperaturas más frías hasta casi un mes después.

El invierno meteorológico refleja más nuestros calendarios cívicos y la forma en que la mayoría de la gente percibe las estaciones. "Pensamos que el invierno es la época más fría y el verano la más cálida, mientras que la primavera y el verano son transiciones".

Para los observadores en el sur, el arco del Sol a través del cielo ha ido cayendo y acortándose desde diciembre del año anterior. En el solsticio de invierno del sur, alcanza su arco más bajo, tan bajo que en los pocos días anteriores y posteriores al solsticio, parece salir y ponerse en el mismo lugar. Dicho fenómeno dio pie al origen latino de la palabra "solsticio", que significa "sol quieto".

En la antigüedad se construyó una serie de monumentos para conmemorar el solsticio. Un ejemplo es Newgrange, un enorme monumento funerario de la Edad de Piedra construido en Irlanda en torno al 3200 antes de Cristo, unos años antes que Stonehenge. Un túnel orientado hacia el amanecer del solsticio lleva a una cámara principal, donde podrían haber enterrado a sus muertos. La luz del solsticio entra durante 17 minutos a través de una pequeña ventana.

Los paracas, de Perú, que vivieron entre el 800 y el 100 antes de Cristo, atravesaron el desierto con líneas de tierra y roca llamadas geoglifos que conectan montículos ceremoniales con el lugar donde el Sol del solsticio de invierno se pone en el horizonte. Las famosas líneas de Nazca también presentan alineaciones con el solsticio de invierno.

El templo de Karnak fue construido en el antiguo Egipto alineado con el solsticio de invierno en Luxor hace más de 4.000 años. Pueden verse alineaciones similares en Angkor Wat, Camboya, y en Machu Picchu, Perú.