22 декабря Земля находится в положении зимнего солнцестояния для Северного полушария и летнего солнцестояния для Южного полушария. В этот день Солнце находится в зените над Южным тропиком, который расположен на широте 23,5° южной широты. Это означает, что наибольший угол падения солнечных лучей будет наблюдаться вблизи этой широты.
Рассмотрим перечисленные варианты:
1) 22° с.ш. — На этой широте в Северном полушарии в декабре день будет коротким и Солнце будет находиться низко над горизонтом, так как это зимнее время.
2) 66° ю.ш. — Это находится в пределах Южного полярного круга. 22 декабря в этой области будет полярный день, и хотя Солнце будет выше, чем в Северном полушарии, оно не будет в зените.
3) 66° с.ш. — Это Северный полярный круг, где в это время года наблюдается полярная ночь, и Солнце не поднимается над горизонтом.
4) 22° ю.ш. — Эта широта находится близко к Южному тропику (23,5° ю.ш.), где в день летнего солнцестояния в Южном полушарии Солнце почти в зените.
Таким образом, наибольший угол падения солнечных лучей 22 декабря в полдень будет на 22° ю.ш., так как эта широта находится ближе всех к тропику Козерога, где Солнце в этот день будет практически в зените.