Ovanför ekvatorn börjar vintern officiellt i december. Men på många områden är det januari då det verkligen får fäste. Atmosfärsforskaren Deanna förklarar därför väder- och klimatfaktorerna som kombineras för att ge vintrigt väder vid årsskiftet.

Hur påverkar jordens omloppsbana vårt dagsljus och temperaturer?

När jorden kretsar runt solen snurrar den runt en axel – föreställ dig en pinne som går genom jorden, från nordpolen till sydpolen. Under de 24 timmar som det tar för jorden att rotera en gång runt sin axel, är varje punkt på dess yta vänd mot solen under en del av tiden och bort från den under en del av tiden. Det är detta som orsakar dagliga förändringar i solljus och temperatur.

Det finns två andra viktiga faktorer:För det första är jorden rund, även om den inte är en perfekt sfär. För det andra lutar dess axel cirka 23,5 grader i förhållande till dess väg runt solen. Som ett resultat faller ljus direkt på sin ekvator men träffar nord- och sydpolen i vinklar.

När en av polerna pekar mer mot solen än den andra polen, får den halvan av planeten mer solljus än den andra halvan, och det är sommar på det halvklotet. När den polen lutar bort från solen får den halvan av jorden mindre solljus och det är vinter där.

Säsongsförändringarna är de mest dramatiska vid polerna, där ljusförändringarna är mest extrema. Under sommaren får en stolpe 24 timmars solljus och solen går aldrig ner. På vintern går solen aldrig upp alls.

Vid ekvatorn, som får konsekvent direkt solljus, är det mycket liten förändring i dagslängd eller temperatur året runt. Människor som bor på höga och mellersta breddgrader, närmare polerna, kan ha väldigt olika uppfattningar om årstider än de som bor i tropikerna.

Det finns ett gammalt talesätt, "När dagarna förlängs, förstärks kylan." Varför blir det ofta kallare i januari trots att vi börjar få dagsljus?

Det beror på var du är i världen och var din luft kommer ifrån.

Jordens yta absorberar ständigt energi från solen och lagrar den som värme. Den avger också värme tillbaka till rymden. Om ytan värms eller svalnar beror på balansen mellan hur mycket solstrålning planeten absorberar och hur mycket den strålar bort.

Men jordens yta är inte enhetlig. Land värms vanligtvis upp och svalnar mycket snabbare än vatten. Vatten kräver mer energi för att höja och sänka sin temperatur, så det värms och svalnar långsammare. På grund av denna skillnad är vatten en bättre värmereservoar än land - särskilt stora vattendrag, som hav. Det är därför vi tenderar att se större svängningar mellan varmt och kallt i inlandet än i kustområden.

Ju längre norrut du bor, desto längre tid tar det för mängden och intensiteten av dagsljus att börja öka markant under midvintern, eftersom din plats lutar bort från solen. Under tiden fortsätter de områden som får lite solljus att stråla värme ut i rymden. Så länge de får mindre solljus än värmen de avger kommer de att bli kallare. Detta gäller särskilt över land, som förlorar värme mycket lättare än vatten.

När jorden roterar cirkulerar luft runt den i atmosfären. Om luften som rör sig in i ditt område till stor del kommer från platser som Arktis som inte får mycket sol på vintern, kan du vara på mottagandet av bitter kall luft under lång tid. Det händer i Great Plains och Mellanvästern när kall luft sveper ner från Kanada.

En arktisk luftmassa kommer att glida söderut djupt in i slätterna, mellanvästern och New England under den kommande veckan, vilket kommer att föra med sig bitande kalla temperaturer med farliga vindkylor som sträcker sig från tiotals minusgrader i norra slätterna till ensiffriga så långt söderut som Texas. pic.twitter.com/ZuaLQSqYm0

— National Weather Service (@NWS) 5 februari 2021

Men om din luft stöter på en vattenmassa som håller en jämnare temperatur under året, kan dessa svängningar utjämnas avsevärt. Seattle ligger medvind från ett hav, varför det är många grader varmare än Boston på vintern även om det är längre norrut än Boston.

Hur snabbt förlorar vi dagsljuset före solståndet och får tillbaka det efteråt?

Detta beror starkt på din plats. Ju närmare du är en av polerna, desto snabbare är förändringstakten i dagsljus. Det är därför Alaska kan gå från att ha knappt dagsljus på vintern till knappt mörker på sommaren.

Även för en viss plats är förändringen inte konstant under året. Förändringshastigheten i dagsljus är långsammast vid solståndet – december på vintern, juni på sommaren – och snabbast vid dagjämningarna, i mitten av mars och mitten av september. Denna förändring sker när området på jorden som tar emot direkt solljus svänger från latitud 23,5 N – ungefär så långt norr om ekvatorn som Miami – till latitud 23,5 S, ungefär så långt söder om ekvatorn som Asunción, Paraguay.

Vad händer på andra sidan planeten just nu?

När det gäller dagsljus ser folk på andra sidan planeten raka motsatsen till vad vi ser. Just nu är de på toppen av sin sommar och njuter av de största mängderna dagsljus som de kommer att få för året. Jag forskar om argentinska hagelstormar och tropiska cykloner i Indiska oceanen, och båda dessa varma stormsäsonger är långt inne i sina toppar just nu.

Men det finns en viktig skillnad:det södra halvklotet har mycket mindre land och mycket mer vatten än det norra halvklotet. Tack vare inflytandet från de södra haven tenderar landmassor på södra halvklotet att ha färre extrema temperaturer än land på norra halvklotet.

Så även om en plats på den motsatta sidan av planeten från din plats kan få exakt lika mycket solljus nu som ditt område gör på sommaren, kan vädret där vara annorlunda än de sommarförhållanden du är van vid. Men det kan fortfarande vara roligt att föreställa sig en varm sommarbris på jordens bortre sida - speciellt i en snörik januari.