Почему в северном полушарии самым холодным месяцем является январь а в южном полушарии - июль

Потому что лучи солнца "не доходят" до северного полушария и в июле в Антарктиде, например, в самое жаркое для нас время года настает самое холодное. А в январе та же Антарктида получает максимально много лучей солнца для своей местности. Поэтому в северном полушарии январь является самым теплым месяцем.