北半球冬季时北极圈附近城市会出现极夜，比如挪威特罗姆瑟冬至全黑约50天；南半球夏季时南极圈附近国家有极昼，比如澳大利亚达尔文冬至全白约50天。这是因为地球自转轴倾斜导致太阳直射点季节变化，北半球冬至时太阳直射南回归线，北极圈地区连续黑夜；南半球冬至时太阳直射南回归线，南极圈地区连续白昼。

因为地球自转轴朝北倾斜25度，每年12月太阳直射南回归线（南纬23°26′），北半球进入冬季。这时候北极圈（北纬66°34′以北）地区从冬至开始连续50天以上看不到太阳，比如特罗姆瑟冬至日到次年1月14日全黑。而南半球此时正值夏季，南极圈（南纬66°34′以南）地区从冬至开始连续50天以上全天白昼，比如达尔文冬至日到次年1月14日全白。根据挪威气象局数据，特罗姆瑟极夜期间日出最晚时间为12月20日7时51分，最晚日落时间为1月14日17时51分；澳大利亚气象局数据显示，达尔文极昼期间日出最早时间为12月21日5时57分，最晚日落时间为1月14日20时57分。这种昼夜极端现象在副热带高压带附近城市最明显，比如特罗姆瑟和达尔文纬度相近但南北半球季节相反。