太阳高度与白天长度 224 格 — 北纬 40° 夏至白天 14 小时 51 分

赤纬只由日期决定

地球自转轴相对公转面倾斜 23.44°，所以正午太阳直射的纬度一年之内在 −23.44° 与 +23.44° 之间来回移动。那个纬度就是赤纬。常用的近似式是 δ = 23.44° × sin(360° × (284 + N) ÷ 365)，其中 N 是从 1 月 1 日起算的天数。它在夏至达到 +23.44°，冬至达到 −23.44°，春分秋分经过零 — 只是这个式子把过零的日子推迟了约两天。

白天长度由纬度和赤纬共同决定

太阳到达地平线时的时角 H 由 cos H = −tan(纬度) × tan(赤纬) 得出。天空每小时转 15°，所以白天长 2H ÷ 15 小时，日出在正午前 H ÷ 15 小时，日落在正午后同样时间。|cos H| 超过 1 并不是算错了，那本身就是答案 — 大于 1 是太阳不升的极夜，小于 −1 是太阳不落的极昼。这两种情况在本表北纬 70° 的 6 月和 12 月真的出现，那些格子里不写时刻。

影子长度是高度的正切反过来读

若正午太阳高度为 h，高 1 米的杆子影长 1 ÷ tan h 米。反过来，量影子就能得到高度，再从高度推回日期或纬度 — 埃拉托色尼在公元前就是这样量出地球周长的。太阳越低，影子拉长得越快：45° 时影长等于高度，30° 时是 1.7 倍，5° 时超过十一倍。

哪些部分只是估算

本表把太阳中心经过几何地平线（高度 0°）的时刻当作日出。通行的规约把大气折射和太阳半径算进去，用 −0.833°，这会让中纬度的白天多出 8 到 10 分钟。时刻是真太阳时：要换成钟表时间，还得加上时差方程（±16 分钟）、你所在经度与时区的差、以及夏令时。赤纬近似式本身有 1.5° 以内的误差，闰年没有计入，所以 2 月之后的日期会错一天；观测者的海拔、挡住地平线的山和建筑也都没有算。

太阳越高，紫外线越强

太阳越高，阳光穿过的大气越薄，紫外线就越强。有个粗略的判断：影子比身高短的时段，大致就是当天紫外线最强的时候 — 皮肤多久会晒红，取决于紫外线指数和皮肤类型。

南纬60°夏至 6.56° · 冬至 53.44°

南纬50°夏至 16.56° · 冬至 63.44°

南纬40°夏至 26.56° · 冬至 73.44°

南纬30°夏至 36.56° · 冬至 83.44°

南纬20°夏至 46.56° · 冬至 86.56°

南纬10°夏至 56.56° · 冬至 76.56°

赤道夏至 66.56° · 冬至 66.56°

北纬10°夏至 76.56° · 冬至 56.56°

北纬20°夏至 86.56° · 冬至 46.56°

北纬30°夏至 83.44° · 冬至 36.56°

北纬40°夏至 73.44° · 冬至 26.56°

北纬50°夏至 63.44° · 冬至 16.56°

北纬60°夏至 53.44° · 冬至 6.56°

北纬70°夏至 43.44° · 冬至 -3.44°

需要知道的

• 赤纬 δ = 23.44° × sin(360° × (284 + N) ÷ 365)，其中 N 是从 1 月 1 日起算的天数。
• 正午太阳高度 = 90° − |纬度 − 赤纬|；夏至时北半球纬度 φ 处为 90° − φ + 23.44°。
• 白天长度 = 2H ÷ 15 小时，cos H = −tan(纬度) × tan(赤纬)；|cos H| 超过 1 就是极昼或极夜。
• 影长 = 物体高度 ÷ tan(高度)。时刻是真太阳时，未计入大气折射与时差方程。

时刻是真太阳时：太阳过子午线的那一刻定为 12:00。