為什麼一年之中，只有12月份擁有全年最長的一天？

在北半球，十二月擁有，最短的白天和最長的黑夜，因為此時地軸在北半球指向遠離太陽的方向。然而，和直覺相反，十二月實際上，擁有最長的「一天」。現代的時鐘，理所當然把每天都當成86400秒，但這只是一年之中每個太陽日的平均長度。「太陽日」是使用日晷實際測量的一日長度，也等同於地球上該條經線，因自轉再次對準太陽所需的時間。

圖一

實際上地球，需要自轉稍稍超過360度，因為地球不只是靜止自轉，它也會繞太陽公轉，所以它得自轉約361度，使太陽剛好能再次回到特定一點正上方。如果地球公轉軌道呈正圓且地軸完全沒有傾斜，那故事就到此結束。然而，地球軌道是個橢圓，因此有時地球略為接近太陽，而重力的特性。使地球在接近太陽時公轉更快，因此在同樣24小時內走的更遠。於是地球必須自轉更多才能讓太陽回到正上方。精確來說，多了0.033度。自轉越多費時越久，因此當地球最接近太陽時，日晷測量出的一天，會多出約八秒。駕駛地軸是傾斜的，它導致四季變換，也意味著在一年間，當地軸傾向或遠離太陽時，剛好對準太陽的經度會變窄。因此，當地球公轉，它必須自轉得更多，使特定經線剛好對準太陽，精確來講是0.088度，而自轉越多又越費時，當地軸的傾角對準太陽，日晷測量到的一天又多了約21秒。

圖二

因為某種巧合，在我們現在生活的地質年代，地球離太陽最近時，跟地軸傾角對準太陽的兩個時刻之一幾乎同時。所以這兩個效應互相增強，在12月22日，日晷測量到的一個太陽日，是全年最長的86430秒，包括兩個效應疊加的30秒。萬一你在想那多餘的30秒，跑到哪裡去了，它們被延遲至12/23，而12/23的多餘秒數。延到12/24，依此類推。這也是為什麼太陽日中午，也就是太陽剛好，在天空最高點的時刻，在冬至後，每天延遲近30秒，太陽時和時鐘的不一致也導致北半球而最晚的日出則出現。