太阳直射点的纬度可以通过太阳赤纬表示,而太阳赤纬角的简化计算公式为:δ = 23.45sin(2π⋅(284+n)/365),其中n代表计算日。
同时,我们还有太阳高度角的计算公式,该公式是:sin h= sinφsinδ+cosφcosδcos t,其中h代表太阳高度角,φ代表观测地地理纬度,δ代表太阳赤纬,t代表地方时(时角)。值得注意的是,这些公式的应用会因地理位置和时间的改变而改变。例如,在北回归线夏至时,太阳高度角是90°,此时太阳直射北回归线;而在冬至时北回归线的太阳高度角只有43°。而在北极圈以北到北极点的位置,冬至时太阳高度角都是≤0°的,即低于地平线,因此会出现极夜现象。