太陽高度與白天長度 224 格 — 北緯 40° 夏至白天 14 小時 51 分

赤緯只由日期決定

地球自轉軸相對公轉面傾斜 23.44°，所以正午太陽直射的緯度一年之內在 −23.44° 與 +23.44° 之間來回移動。那個緯度就是赤緯。常用的近似式是 δ = 23.44° × sin(360° × (284 + N) ÷ 365)，其中 N 是從 1 月 1 日起算的天數。它在夏至達到 +23.44°，冬至達到 −23.44°，春分秋分經過零 — 只是這個式子把過零的日子推遲了約兩天。

白天長度由緯度和赤緯共同決定

太陽到達地平線時的時角 H 由 cos H = −tan(緯度) × tan(赤緯) 得出。天空每小時轉 15°，所以白天長 2H ÷ 15 小時，日出在正午前 H ÷ 15 小時，日落在正午後同樣時間。|cos H| 超過 1 並不是算錯了，那本身就是答案 — 大於 1 是太陽不升的極夜，小於 −1 是太陽不落的極晝。這兩種情況在本表北緯 70° 的 6 月和 12 月真的出現，那些格子裡不寫時刻。

影子長度是高度的正切反過來讀

若正午太陽高度為 h，高 1 公尺的桿子影長 1 ÷ tan h 公尺。反過來，量影子就能得到高度，再從高度推回日期或緯度 — 埃拉托斯特尼在公元前就是這樣量出地球周長的。太陽越低，影子拉長得越快：45° 時影長等於高度，30° 時是 1.7 倍，5° 時超過十一倍。

哪些部分只是估算

本表把太陽中心經過幾何地平線（高度 0°）的時刻當作日出。通行的規約把大氣折射和太陽半徑算進去，用 −0.833°，這會讓中緯度的白天多出 8 到 10 分鐘。時刻是真太陽時：要換成鐘錶時間，還得加上時差方程（±16 分鐘）、你所在經度與時區的差、以及夏令時。赤緯近似式本身有 1.5° 以內的誤差，閏年沒有計入，所以 2 月之後的日期會錯一天；觀測者的海拔、擋住地平線的山和建築也都沒有算。

太陽越高，紫外線越強

太陽越高，陽光穿過的大氣越薄，紫外線就越強。有個粗略的判斷：影子比身高短的時段，大致就是當天紫外線最強的時候 — 皮膚多久會曬紅，取決於紫外線指數和皮膚類型。

南緯60°夏至 6.56° · 冬至 53.44°

南緯50°夏至 16.56° · 冬至 63.44°

南緯40°夏至 26.56° · 冬至 73.44°

南緯30°夏至 36.56° · 冬至 83.44°

南緯20°夏至 46.56° · 冬至 86.56°

南緯10°夏至 56.56° · 冬至 76.56°

赤道夏至 66.56° · 冬至 66.56°

北緯10°夏至 76.56° · 冬至 56.56°

北緯20°夏至 86.56° · 冬至 46.56°

北緯30°夏至 83.44° · 冬至 36.56°

北緯40°夏至 73.44° · 冬至 26.56°

北緯50°夏至 63.44° · 冬至 16.56°

北緯60°夏至 53.44° · 冬至 6.56°

北緯70°夏至 43.44° · 冬至 -3.44°

需要知道的

• 赤緯 δ = 23.44° × sin(360° × (284 + N) ÷ 365)，其中 N 是從 1 月 1 日起算的天數。
• 正午太陽高度 = 90° − |緯度 − 赤緯|；夏至時北半球緯度 φ 處為 90° − φ + 23.44°。
• 白天長度 = 2H ÷ 15 小時，cos H = −tan(緯度) × tan(赤緯)；|cos H| 超過 1 就是極晝或極夜。
• 影長 = 物體高度 ÷ tan(高度)。時刻是真太陽時，未計入大氣折射與時差方程。

時刻是真太陽時：太陽過子午線的那一刻定為 12:00。