Kortste dag (Bron: Wikipedia)
Kortste dag (Bron: Wikipedia)
Dit zijn echter niet de uiterste tijdstippen: vanaf 13 december gaat de zon later onder en op 30 december blijft het 's ochtends het langst donker. Dat komt doordat de baan van de aarde om de zon geen cirkel is, waardoor de zon in de winter sneller beweegt dan in de zomer. Het gevolg is dat de zon dagelijks iets later door het zuiden gaat.

Ook is de daglengte (het verschil in tijdstip van opkomst en ondergang van de zon) afhankelijk van de geografische breedte. Zo heeft Zuid-Frankrijk al op 9 december de vroegste zonsondergang en de meest late zonsopkomst op 3 januari. De hoeveelheid zon die de atmosfeer op de kortste dag ontvangt, is 85 procent minder dan op de langste dag, rond 21 juni. Dit verschil danken we niet alleen aan de grotere daglengte, maar hangt ook samen met de hogere zonnestand. Hoe hoger de zon aan de hemel, hoe kleiner het oppervlak dat door een stralenbundel verlicht wordt en hoe hoger de temperatuur.

Toch zijn 21 juni en 21 december meestal niet de warmste en koudste dagen. We zouden het kunnen vergelijken met een brandglas: de stralenbundel van de zon moet exact worden gericht om papier te schroeien. Hoe kleiner het door de stralen verwarmde oppervlak, hoe hoger de temperatuur. Het papier moet eerst ook voldoende opgewarmd worden voor het vlam vat. Hoe dikker het papier, hoe langer dat duurt.

Het klimaatsysteem reageert vertraagd op veranderingen in de hoeveelheid warmte. De 21e december is meestal niet de koudste dag in De Bilt: de laagste temperatuur wordt ongeveer een maand later bereikt. Water warmt langzamer op dan land en houdt warmte ook langer vast. Daardoor gelden aan de kust andere data dan landinwaarts. In Rotterdam en Den Haag valt de koudste dag zo'n 45 dagen na 21 december. Voor het landinwaarts gelegen Winterswijk is dat verschil maar 10 dagen.

Het ligt voor de hand te veronderstellen dat dichtbij zee een warme maand vaker gevolgd wordt door opnieuw een warme maand, terwijl op een koude maand in veel gevallen nog een koude maand volgt. Dit blijkt inderdaad zo te zijn, maar alleen aan het einde van de zomer en de winter. Het verband van de temperatuur tussen opeenvolgende maanden neemt ook af naarmate de plaatsen verder van zee liggen. De relatie heeft alleen betrekking op de gemiddelde temperatuur en zegt niets over wind, regen en zon.