"Đêm trắng" ở mũi Nordkapp Na Uy - Ảnh: NAM TRẦN

Vào ngày hạ chí, Mặt trời đạt tới vị trí tối đa về phía bắc của bầu trời và chiếu thẳng lên đường chí tuyến Bắc tại 23,44 vĩ độ Bắc. Đây cũng là ngày đầu tiên của mùa hè ở Bắc bán cầu và mùa đông ở Nam bán cầu.

Ngày hạ chí có đặc điểm là thời gian ban ngày dài nhất và thời gian ban đêm ngắn nhất trong năm ở Bắc bán cầu. Cụ thể, độ dài của ngày (được đo bằng khoảng thời gian giữa hai lần giữa trưa liên tiếp) dài hơn gần 1/4 phút so với 24 giờ.

Vì Bắc bán cầu nghiêng về phía Mặt trời 23,5 độ, lượng ánh sáng nhận được sẽ nhiều hơn, dẫn đến thời gian ban ngày kéo dài, trời lâu tối và nhanh sáng. Thậm chí, ở một số thành phố ở Bắc Âu, có thể xảy ra hiện tượng "đêm trắng" (không có ban đêm).

Vì sao ngày hạ chí không rơi vào cùng thời điểm ở các năm khác nhau?
Chu kỳ quay của Trái đất quanh Mặt trời không tròn ngày - cụ thể là không phải đúng 365, mà là khoảng 365,2422 ngày. Do đó, cần có những năm nhuận 366 ngày để bù vào phần thừa đó. Đồng thời, trục Trái đất vẫn có dao động theo thời gian, nên hạ chí, đông chí, xuân phân và thu phân không rơi vào cùng một thời điểm cố định mỗi năm mà có sự dao động.

Vì vậy, tại cùng một địa điểm, ngày hạ chí có thể rơi vào 21 hoặc 22-6 tùy theo từng năm, không phải luôn là cùng ngày.

Một yếu tố khác khiến Mặt trời mọc sớm hơn trước ngày hạ chí là độ nghiêng của trục quay Trái đất. Điều này khiến cho bình minh sớm nhất luôn diễn ra trước ngày hạ chí, ngay cả khi quỹ đạo của Trái đất quanh Mặt trời là một đường tròn hoàn hảo. Tuy nhiên, quỹ đạo elip của Trái đất cũng ảnh hưởng lớn đến thời điểm xảy ra hiện tượng này.

Vào ngày hạ chí, Trái đất tương đối gần điểm viễn nhật - điểm xa Mặt trời nhất trên quỹ đạo - điều này làm giảm hiệu ứng hơn so với khi Trái đất ở gần điểm cận nhật vào cuối năm.

Hiện tượng bình minh sớm nhất và hoàng hôn muộn nhất: Ở các vĩ độ trung bình, bình minh sớm nhất ở Bắc bán cầu thường diễn ra khoảng một tuần trước ngày hạ chí và hoàng hôn muộn nhất xảy ra khoảng một tuần sau hạ chí.