امشب شب یلداست و ایرانیان از چند روز قبل در فکر تدارک های لازم برای این مراسم هستند. اما شاید کمتر کسی از دلیل و توضیح علمی این شب به یادماندنی و تاریخی آگاه باشد.

تعریف علمی شب یلدا به پدیده نجومی انقلاب زمستانی برمی گردد؛ پدیده ای که در آن نیمکره شمالی زمین به دلیل انحراف 23.5 درجه ای محور خود از مدارش به دور خورشید، در طولانی ترین شب سال قرار می گیرد و خورشید در پایین ترین ارتفاع خود در آسمان دیده می شود. بعد از سپری شدن شب یلدا، روزها تدریجی بلندتر و شب ها کوتاه تر می شوند. در نتیجه یلدا، نماد تولد دوباره خورشید و امید به روشنایی است.

برای آنکه به طور دقیق تری متوجه این موضوع شویم، باید با مفاهیم زیر آشنا شویم:

انقلاب زمستانی رویدادی است که کوتاه ترین روز سال و آغاز زمستان نجومی را رقم می زند. زمستان هواشناسی از اول دسامبر آغاز شده است، اما بعضی از افراد و جوامع ترجیح می دهند که تا زمان وقوع انقلاب زمستانی صبر کنند و سپس شروع فصل زمستان را جشن بگیرند.

از نظر فنی، انقلاب زمستانی یک لحظه مشخص است و نه یک روز کامل. در سال 2025 این لحظه در ساعت 15:03 روز سی آذر (21 دسامبر) رخ داد. عملا از این نقطه به بعد، روزها به تدریج طولانی تر می شوند و میزان نور روز افزایش می یابد.

واژه انقلاب (Solstice) از واژه لاتین sol به معنی خورشید و sister به معنای "ایستادن" گرفته شده است. در نتیجه انقلاب زمستانی لحظه ای است که خورشید به نظر می رسد در جای خود ثابت شده و درست بالای مدار رأس الجدی قرار می گیرد؛ یعنی جنوبی ترین عرض جغرافیایی که خورشید در طول سال به آن می رسد.

در این زمان، نیم کره جنوبی طولانی ترین روز سال را تجربه می کند و خورشید در بالاترین ارتفاعش در آسمان قرار می گیرد.

در مقابل، نیم کره شمالی کمترین میزان نور خورشید را دریافت می کند و بیشترین تاریکی سال را دارد.

علت وقوع انقلاب های خورشیدی این است که محور زمین حدود 23٫5 درجه نسبت به صفحه مدارش کج است. این انحراف تعیین می کند که در هر زمان از سال، خورشید به طور مستقیم بر کدام بخش از سطح زمین بتابد.

پس از انقلاب زمستانی، خورشید به تدریج نسبت به خط استوا به سمت شمال حرکت می کند تا شش ماه بعد، به شمالی ترین نقطه خود یعنی مدار رأس السرطان برسد و انقلاب تابستانی را رقم بزند.

در میانه این دو انقلاب، اعتدال های بهاری و پاییزی رخ می دهند که در آن ها خورشید دقیقاً بالای خط استوا قرار می گیرد.

تاریخ انقلاب زمستانی ممکن است هرسال جابه جا شود. دلیلش این است که زمین برای یک دور کامل گردش به دور خورشید به حدود 365٫24 روز زمان نیاز دارد، نه دقیقاً 365 روز.

به همین دلیل، زمان وقوع انقلاب هر سال حدود شش ساعت جابه جا می شود و این اختلاف در طول چهار سال به حدود یک روز کامل می رسد. در این نقطه، سال کبیسه با اضافه شدن یک روز به تقویم وارد عمل می شود تا زمان انقلاب دوباره به تاریخ قبلی اش بازگردد.

البته عوامل دیگری از جمله تغییرات جزیی در طول مدار زمین و نوسان بسیار خفیف محور زمین که ناشی از چرخش آن است هم بر زمان دقیق انقلاب ها تأثیر می گذارند.

پاسخ به این سؤال به تعریف ما از فصل ها بستگی دارد.

زمستان هواشناسی از اول دسامبر آغاز می شود (اواسط آذرماه و حدود سه هفته پیش از انقلاب زمستانی) آغاز شده و تا پایان فوریه (اواسط اسفند) ادامه دارد.

این تقسیم بندی به این دلیل انجام می شود که هواشناسان سال را به چهار بخش مساوی سه ماهه تقسیم می کنند:

بهار از مارس تا مه (اواسط فروردین تا اواسط خرداد)، تابستان از ژوئن تا اگوست (اواسط خرداد تا اواسط شهریور) و پاییز از سپتامبر تا نوامبر (اواسط شهریور تا اواسط آذر).

این روش باعث می شود تا هرسال داده های هواشناسی براساس تاریخ های ثابت ثبت شوند و تحلیل تغییرات اقلیمی در طول زمان ساده تر شود. اما فصل های نجومی براساس موقعیت زمین در مدارش به دور خورشید تعریف می شوند و با انقلاب ها و اعتدال ها مشخص می گردند. براساس این تعریف، انقلاب زمستانی نخستین روز زمستان محسوب می شود.