中国农历中的冬至是一年中白昼最短，黑夜最长。这个现象是由地球绕太阳公转和地球自转轴倾斜造成的。
冬至这一天，太阳直射南回归线，对于北半球来说，这是白昼最短、黑夜最长的一天。具体到日期，通常在每年的12月21日或22日。
这个现象并不是通过解方程来解释的，而是基于地球运动的天文规律。以下是一个简单的方程，可以用来计算太阳在天空中的高度角，但这个方程并不能直接解释冬至白昼最短的现象：
\[ \text{太阳高度角} = \arcsin(\sin(\text{太阳赤纬}) \cdot \sin(\text{纬度}) + \cos(\text{太阳赤纬}) \cdot \cos(\text{纬度}) \cdot \cos(\text{时角})) \]
其中：
- 太阳赤纬可以通过以下方程计算：
\[ \text{太阳赤纬} = 23.45 \times \sin\left(\frac{360}{365} \times (\text{当前日期} - 81)\right) \]
- 纬度是观察者的地理纬度。
- 时角是当地标准时间与太阳时（太阳通过子午线的时刻）的差值。
不过，这个方程主要用于计算特定日期和地点的太阳高度角，并不能直接解释为什么冬至时白昼最短。冬至白昼最短的现象是天文学中的基本事实，与地球的倾斜角度和公转周期有关。
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