1樓：Chingven Mars
題主根據現實總結出來的經驗提出問題很棒，我還沒有仔細觀察過，所以不能回答，但是稍微說兩句，題主的解釋推論是錯誤的。
二十四節氣不是屬於農曆的，或者說不是屬於我們現在所說的這個農曆。
一般來說常用的曆法有陰曆，陽曆，陰陽曆。
陰曆是根據月相，比如初一沒月亮，十五月亮最圓，這是一種陰曆。但是我們使用的並不是這個陰曆。
陽曆是根據太陽來算，也就是地球公轉。現在使用的公曆是陽曆，根據地球和太陽相對位置，精確數字不清楚，但是約為365又四分之一天，所以有二月二十九。
我們使用的農曆是綜合陰曆和陽曆調和過的，常說的十九年七閏。調和月相和地球公轉的。
而二十四節氣其實是陽曆，因為他是根據黃道計算的，也就是地球和太陽的相對位置，和月亮無關。所以冬至是純粹的陽曆。
另外，12月31日這個說法也是完全沒有關係的。
2樓：尞祡
題主提出了乙個好問題，並且有自己對自然現象的觀察得出了乙個初步的結論，可以說強過很多人了。可是據我來看，觀察結果似有瑕疵，還有提公升的空間。
首先來說，在城市中很難真的觀察到日出（太陽恰好過地平線）的確切時間。而天光狀況其實不只是和太陽有關，還和氣象、汙染等有關。所以一些不太嚴謹的觀察可能是不怎麼靠譜的。
雖然確切來說，冬至確實不是日出最晚的一天。同時，其實也不是日落最早的一天。
但是實際上，通過一些軟體我們可以查到，以北京為例（各地有所不同的），日出最晚其實是在1月初，日落最早則是在12月上中旬。
最早日落和最晚日出就代表了白天最短夜晚最長麼？不是的。
我們應該知道，要看差值而不是單一乙個變數的極值。
可以想見，其實白天最短和最晚日出、最早日落，並不重合。冬至依然是白天最短夜晚最長。
示意圖如下：
額。。。領會精神吧，其實相當於倆曲線之間的距離。數學課貌似是常做這種題目的。
細心的朋友可以看到，軟體甚至告訴了我們為什麼會有這個現象，就是均時差。
均時差是鐘錶指示的時間和太陽運動實際位置指示時間（日晷時間）的差異。我們現在一般來說，時間都是用鐘錶指示的時間，所以日出、日落、日中，都是和太陽實際位置有差異的。
日出日落體現為這裡的最早日落、最晚日出，日中時間和太陽位置的差異體現為太陽8字線。
來自：http://www.360doc.com/content/15/0412/02/1167842_462546493.shtml
均時差是乙個隨著季節變化的量，示意圖如下：
在十二月底，平太陽時本來就比真太陽時晚。而冬至之後日出重新變早的效應還沒那麼明顯，很容易造成了用平太陽時計量的日出時間繼續變晚。
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