现代天文科学测定，冬至这天，太阳运行至黄经270°（冬至点），太阳直射地面的位置到达一年的最南端，太阳几乎直射南回归线（又称为冬至线），阳光对北半球最为倾斜。因此，冬至日是北半球各地一年中白昼最短，黑夜最长的一日，并且越往北白昼越短，黑夜越长。对北半球各地而言，冬至也是全年正午太阳高度最低的一日。就北京市区来说，冬至这天白昼仅有9小时20分，而正午太阳高度也仅有26°42‘。冬至这天，北半球得到的太阳辐射最少，比南半球少了约50%。冬至过后，夜空星象则完全换成冬季星空，并且从今天起开始“进九”。而此时的南半球正值酷热的盛夏。
冬至这一天北半球得到的太阳辐射最少，比南半球少了约50%，北京的白昼时间仅有9个多小时。但是，这一天是数九的第一天，并不是最冷的时候，这是因为地球表面有大气和水分，能够储存热量，并不是“即存即失”，而有“积热”。 冬至之后，虽然太阳高度角渐渐高起来了，但这是一个缓慢的恢复过程，每天散失的热量仍旧大于接收的热量，呈现“入不敷出”的状况。 到了“三九天”，积热最少，温度最低，天气也就越来越冷了。此时如果有冷空气的影响，天气就更为寒冷。待到过了这个“冷锋”之后，天气就会渐渐变暖。 所以说“冷在三九”，而“九九”已在夏历一月、二月，中国大部分地区已入春，因此“九九艳阳天”。
从气候上看，冬至期间，西北高原平均气温普遍在0℃以下，南方地区也只有6℃至8℃左右。另外，冬至开始“数九”，冬至日也就成了“数九”的第一天。关于“数九”，民间流传着的歌谣是这样说的，“一九、二九不出手，三九、四九冰上走，五九、六九沿河看柳，七九河开，八九燕来，九九加一九耕牛遍地走。”不过，西南低海拔河谷地区，即使在当地最冷的1月上旬，平均气温仍然在10℃以上，真可谓秋去春平，全年无冬。
把冬至作为节日来过源于汉代，盛于唐宋，相沿至今。周历正月为夏历的十一月，因此，周代正月等于如今公历的十一月，所以拜岁和贺冬并没有分别。直到汉朝汉武帝采用夏历后，把正月和冬至分开。也可以说单纯的过“冬至节”是自汉代以后才有，盛于唐宋，相沿至今。
汉代以冬至为“冬节”，官府要举行祝贺仪式称为“贺冬”，官方例行放假，官场流行互贺的“拜冬”礼俗。《后汉书》中有这样的记载：“冬至前后，君子安身静体，百官绝事，不听政，择吉辰而后省事。”所以这天朝廷上下要放假休息，军队待命，边塞闭关，商旅停业，亲朋各以美食相赠，相互拜访，欢乐地过一个“安身静体”的节日。魏晋六朝时，冬至称为“亚岁”，民众要向父母长辈拜节；宋朝以后，冬至逐渐成为祭祀祖先和神灵的节庆活动。
唐、宋时期，冬至是祭天祀祖的日子，皇帝在这天要到郊外举行祭天大典，百姓在这一天要向父母尊长祭拜。明、清两代，皇帝均有祭天大典，谓之“冬至郊天”。宫内有百官向皇帝呈递贺表的仪式，而且还要互相投刺祝贺，就像元旦一样。而今只有潮汕、浙江部分地区仍延续祭祖旧习。
冬至是养生的大好时机，主要是因为“气始于冬至”。因为从冬季开始，生命活动开始由衰转盛，由静转动。此时科学养生有助于保证旺盛的精力而防早衰，达到延年益寿的目的。冬至时节饮食宜多样，谷、果、肉、蔬合理搭配，适当选用高钙食品。
各地在冬至时有不同的风俗，中国北方多数地方有冬至吃饺子的习俗。冬至经过数千年发展，形成了独特的'节令食文化。吃饺子成为多数中国人冬至的风俗。当然也有例外如在山东省滕州市流行冬至当天喝羊肉汤的习俗，寓意驱除寒冷之意。
女性冬至养生
中医认为：女性的生理结构决定了属性，女属阴，为凉性。因此，女性如果不注意保暖就会出现月经不调、痛经等不适症状。所以，女性更多的需要温暖的呵护。那么，冬季女性该如何养生呢？
1、注意防寒保暖
女性属寒性体质，因此，日常中应少吃寒性的食物，尤其是在处于生理周期的时候，更要注意饮食的科学性。冬季外出要注意防寒保暖，加强颈、腹部的保暖，不可因美观而减少衣物，一旦受凉，容易导致月经不调、痛经等症状，损害健康。
2、坚持晚间泡脚
中医认为，人体中的寒气是由大地经足部进入人体的，因此，多泡脚可有效帮助女性保暖。但泡脚一定要坚持，不可三天打渔两天晒网，只有长期坚持，才能起到保健养生、防寒保暖的功效。
3、适量进补
冬至时节天气寒冷，人体需要足够的能量来抵御寒冷，而肉类含有丰富的蛋白质、碳水化合物和脂肪，有补气活血，温中暖下的功效，是进补的佳品。女性冬至吃些肉类可中和寒气，加快内分泌，增强机体的抵抗力，来应对严寒。
4、注意养肝护肝
对于女性，肝脏这个器官有着额外的重要作用。中医认为，女性肝为主，有疏通经血之用。因此，一旦伤肝，女性就会出现妇科方面的问题。所以，女性要注意养肝、护肝，不可动怒。日常应多吃养肝食物，如菠菜、芹菜等。
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