Солнцестояние: ru.wikipedia.org
Чтобы понять смысл, попробую рассказать как это видели люди исторически.
Наблюдение первое -- день становится сначала короче, потом начинает расти, потом снова начинает уменьшаться. Побочное наблюдение -- самые короткие дни совпадают с холодами.
Интуитивный цикл -- дни уменьшаются, холодает; дни увеличиваются, теплеет.
Наблюдение второе -- в течение дня Солнце поднимается и опускается по небу. Чем длиннее становятся дни, тем выше максимальная точка подъема Солнца по небу. Когда дни становятся короче, то и Солнце в течение дня поднимается ниже.
Наблюдение третье -- восходит и заходит Солнце каждый раз чуть смещаясь по линии горизонта.
Выглядит это примерно так:
Цель -- найти такой день, когда дни перестают уменьшать и начинают расти.
Интуитивно очевидное предположение -- количество растущих и уменьшающихся дней одинаковое. Половину цикла (назовем его год) дни растут, половину года уменьшаются.
Заметим какой-нибудь ориентир на горизонте, по которому Солнце будет проходить во время восхода или заката. Или дерево, или гора, или, быть может поставим сами пару больших камней в щель между которыми на восходе или закате будет видно Солнце.
В период когда дни явно растут заметим день, когда Солнце проходит этот ориентир. Заметим день, когда Солнце снова его пройдет. Середина между этими двумя днями (количество дней можно считать отметками на камне) и будет днем, когда Солнце восходит максимально высоко, дни перестают расти и начинают уменьшаться.
Теперь проверим себя.
Воткнем в землю шест. Каждый день тень от него сначала уменьшается, а потом снова увеличивается по мере того как Солнце восходит, доходит до максимальной высоты этого дня, а потом заходит. Когда тень в данный день минимальная это полдень. Солнце поднялось максимально высоко для этого дня.
Будем отмечать каждый день точку минимальной тени.
Тот день когда тень окажется самой короткой это день, когда Солнце поднялось максимально высоко, день длился дольше всего. До этого дни росли, потом начинают снова уменьшаться.
Дни вычисленные первым и вторым способом примерно совпали. Это день летнего солнцестояния или солнцеворот. По нашему календарю это 21-22 июня. Противоположный ему день -- 21-22 декабря. В этот день Солнце восходит максимально низко. День самый короткий.
Теперь вопрос, а почему же всё-таки стояние и ворот?
Если отмечать на небе положение Солнца в одно и тоже время дня в течение года, то мы увидим вот такую картинку:
Это называется Аналемма. Вики: ru.wikipedia.org
Как видите, Солнце сначала идет всё выше в сторону по стрелке, достигает максимальной точки, а потом поворачивается и идет всё ниже в другую сторону по стрелке. Проще отмечать точки на горизонте, выглядеть будет также, смотрите первую картинку, где Солнце взойдет ~22 декабря, потом всё время левее, потом ~22 июня повернет и будет восходить правее.
Максимальная точка -- ту, что мы нашли 21-22 июня. Остановка и поворот Солнца.
_____________
Теперь добавление про то, почему меняется длительность дней и ночей, почему при этом меняется климатический сезон.
Ось вращения Земли имеет наклон относительно плоскости орбиты по которой Земля движется вокруг Солнца.
На этой анимашке сначала Земля изображена ровно, а потом с наклоном:
http://mrscienceut.net/earth_rotation_anim.gif
Из картинки понятно, что если бы наклона не было, то день и ночь в каждой точке Земли всегда были одной длительности. А с наклоном разные точки находятся в тени разное время. Северный полюс на картинке вообще всё время в тени (полярная ночь).
Земля движется по орбите. Из следующей картинки понятно почему длительности дней и ночей меняются (верхняя анимашка соответствует декабрю на картинке):
Ещё одна картинка о том же для наглядности:
А на этой картинке то, как примерно мы видим движение Солнца в разные времена года:
Из за наклона оси вращения Земли лучи Солнца падают не прямо, а под углом и в течение года под разным углом, поэтому и греют в разное время года по разному.