冬至的晚上之所以被认为是最长的,主要是因为地球公转的轨道是倾斜的,这个倾斜角度大约是23.5度。这意味着地球围绕太阳公转时,太阳直射点会在北回归线(夏至)、赤道(春分和秋分)和南回归线(冬至)之间移动。

当太阳直射南回归线,也就是在北半球的冬至这天(通常在12月21日或22日),太阳光对北半球倾斜角度最大,北半球的白天最短,夜晚最长。由于太阳在这段时间内直射地球的位置相对较低,所以北半球的昼长夜短达到最小值,即昼短夜长,因此冬至夜最“长”。
不过,这个最长仅从日出时间到日落时间来说,并不是指夜间的持续时间达到全年最长,因为夜晚的长度从太阳落山开始,到第二天天亮结束。但由于白天的时长是负值,所以夜晚的实际时长会相对较长。不过从地球自转的角度来看,所有季节中夜晚的时长并不是冬至时最长的,这是因为地球的自转速度变化会影响夜晚的持续时间。但根据日出到日落计算的时间,冬至的确是一年中夜晚时间最长的时期。
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