Sjeverni pol je, nasuprot tome, najviše otklonjen od Sunca i na sjevernoj polutki je noć najdulja, a dan najkraći.Prvi dan zime uobičajeno nije najhladniji dan zime, kao što ni najdulji dan nije i najtopliji. Najniža i najviša srednja mjesečna temperatura u umjerenim širinama javlja se nakon suncostaja. Takvo svojevrsno kašnjenje vremena za astronomskim pojavama posljedica je postojanja atmosfere i hidrosfere, koje mijenjaju toplinsku bilancu Zemlje. Naime potrebno je neko vrijeme da se atmosfera, a posebno more ugrije ljeti, odnosno ohladi zimi.

Proslava zimskog suncostaja

U pretpovijesno doba ljude je zabrinjavalo kako to da Sunce pada sve niže na podnevnom nebu te ih je bilo strah da će jednom zauvijek nestati ispod obzora i da će ostati u vječnom mraku i zimi. Pratili su kada će Sunce prestati „tonuti“ te su nakon zimskog suncostaja imali razloga slaviti što se Sunce ponovo uzdiže. Ideja rođenja i smrti povezuje se sa zimskim suncostajem, pa su tako uređivana posebna mjesta na kojima se pratilo prividno gibanje Sunca. Mnoge pretpovijesne i povijesne građevine kao što su grobnice, hramovi i opservatoriji povezane su sa zimskim solsticijem. Pretpovijesni obredi povezani sa zimskim solsticijem nastavljaju se u doba prvih civilizacija koje nam ostavljaju zapise o svojim istovrsnim slavljima i obredima. U Mezopotamiji se zimski solsticij slavio 12 dana kako bi se pomoglo bogu Marduku da svake godine ponovno svlada čudovišta kaosa.

Mnoge vjerske svečanosti i obredi u Rimskom Carstvu bili su povezani sa zimskim solsticijem. Rimske Saturnalije povezane su sa zimskim solsticijem. Car Aurelian uklopio je 274. mnoge solsticijske obrede povezane s božanstvima kao što su Apolon, Atis, Baal, Donis, Helios, Horus, Mitra, Osiris u jedinstvenu proslavu nazvanu Rođenje nepobijeđena Sunca, na 25. prosinca. 

Zimski solsticij i ideja rođenja povezana je i s Božićem. Mnogi običaji uklapaju se u proslavu Božića, a neki simboli Božića jasno su vezani uz zimski solsticij: paljenje badnja, kićenje zimzelenom i imelom, paljenje svijeća u krugu, predbožićni post i božićni svečani objed.

Tijekom zime će dani postajati sve dulji, a noći sve kraće da bi na prvi dan proljeća oni trajali jednako (po 12 sati). 

O izmjeni godišnjih doba

Zašto se uopće izmjenjuju godišnja doba? Zašto nam je zimi puno hladnije nego ljeti? Zašto se prvi dan zime, pa i ljeta naziva suncostaj? Zašto je u područjima oko ekvatora stalno vruće čak i kad je kod nas zima? Odgovori slijede u ovome tekstu 

Godišnja doba se izmjenjuju zahvaljujući zemljinoj revoluciji (kruženju Zemlje oko Sunca tijekom jedne godine po "stazi" koja se naziva ekliptika) te nagnutosti zemljine osi. Poznato je da zemljina os ne stoji "uspravno" prilikom kruženja oko Sunca, već je nagnuta prema ravnini ekliptike tako da kut između osi i ekliptike iznosi 66°33'. Na taj način će se na svom putovanju oko Sunca Zemlja dvaput naći ravnomjerno izložena sunčevim zrakama (to su točke u kojima počinje jesen i proljeće), a preostala dva puta svi dijelovi Zemlje neće biti jednako izloženi upadu sunčevih zraka. Tako će na prvi dan zime Zemlja biti otklonjena od Sunca, pa će tako naši krajevi biti obasjani sunčevim zrakama pod manjim kutom, a one će padati pod kutom od 90 stupnjeva na južnu obratnicu. Naravno, što je veći kut upada sunčevih zraka, one jače griju podlogu. Zato je zimi znatno hladnije nego ljeti. 
Ljeti je Zemlja priklonjena Suncu te zrake pod pravim kutom obasjavaju sjevernu obratnicu te je ondje najtoplije. Južna zemljina polutka bit će najslabije obasjana te će ondje biti hladnije. Na prvi dan proljeća i jeseni sunčeve su zrake okomite na ekvator. 

Sada već možemo objasniti zašto se prvi dan ljeta i zime nazivaju solsticiji (tj. suncostaji). 
Promatrajmo kamo sve sunčeve zrake padaju pod pravim kutom (90 stupnjeva) tijekom godine. Počnimo od prvog dana jeseni. Na prvi dan jeseni sunčeve zrake padaju okomito na ekvator. Kako jesen prolazi, okomit snop sunčevih zraka pomiče se prema jugu (i to za15,6' dnevno). Tako će se na prvi dan zime  okomit snop nalaziti nad južnom obratnicom. Kažemo da na taj dan okomite sunčeve zrake "stanu" nad južnom obratnicom, a onda se ponovno pomiču prema sjeveru, svaki dan za 15,6' geografske širine, da bi na prvi dan proljeća opet bile nad ekvatorom. Dakle, južna obratnica je krajnja granica kamo sunčeve zrake mogu okomito upadati prema jugu. Južnije nikada ne upadaju! Tijekom proljeća, one se kreću dalje prema sjeveru da bi se na prvi dan ljeta našle nad sjevernom obratnicom. Toga će dana opet "stajati" ondje,a onda će se vraćati nazad prema jugu. (na prvi dan jeseni sunčeve zrake ponovno okomito obasjavaju ekvator te se ciklus ponavlja).
Uočite kako sunčeve zrake tijekom cijele godine padaju okomito na prostor između sjeverne i južne obratnice. Samim tim taj je prostor najjače zagrijan te kažemo da u njemu nema izmjene godišnjih doba. Ondje je tijekom cijele godine vruće uz veliku količinu padalina (najčešće snažnih pljuskova uvjetovanih jakim isparavanjem podloge). Taj se toplinski pojas naziva žarki toplinski pojas.