夏至冬至日全球昼长和正午太阳高度角的极地投影图

冬至日全球昼长和正午太阳高度角：

夏至全球昼长和正午太阳高度角：

太阳的直接点的纬度(在这种情况下,90°)减少从北到南,和减少等于当地地理纬度之间的差异和直接点纬度(南纬的区别和北纬是其价值观的总和)。

地球围绕太阳公转，由于地轴的倾斜，地球的地轴与公转面的夹角始终保持在66°34 '左右。这样，太阳的直射点在23°26′纬度之间来回移动，确定了太阳可能的直射范围:春分、秋分、太阳直射赤道——即直射点的纬度为0°。

冬至时，太阳直射南回归线，即直射点的纬度为23°26 'S。夏至时，太阳直射北回归线，即直射点的纬度为北纬23度26分。如果一个地方的纬度已知，则可以根据下面的公式计算出太阳的高度。

H=90°-| 纬差|（纬差是指某地的地理纬度与当日直射点所在纬度之间的差值）

例如：A地的纬度为40°N，求A地夏至日的正午太阳高度。

夏至日太阳直射的纬度为23°26′N，与A地的纬度差=40°-23°26′=16°34′，那么H=90°-16°34′=73°26′。

如果求A地冬至日的正午太阳高度。冬至日太阳直射的纬度为23°26′S，与A地的纬度差=40°+23°26′=63°26′，那么H=90°-63°26′=26°34′。

计算公式:

H=90°-(α-β)

*α为太阳直射点的纬度,β为所求纬度(北纬取正值,南纬取负值)

首先分别画南北两极地为中心的半球图，然后画平分赤道弧线切极圈线表晨昏线，夏至对应北极圈全昼，冬至对应南极圈全昼，对应其它部分补画斜线阴影图表明黑夜。