地球围绕太阳公转时，地轴与公转轨道的平面成66.5°的固定倾角，这就使得一年内太阳光线的直射点有规律地在南北回归线之间移动．

北京位于北半球，在冬至的时候黑夜最长，结合图示中，地球运行至③位置时，太阳的直射点在南回归线上，为北半球的冬至日，此时白昼时间最短，黑夜最长．

故选：C．