假設下圖的A點為觀察點，即觀察者所處的位置。B點為天頂，E、W、S、N分别代表了觀察者的東、西、南、北方向。圖中的紅色圓弧，代表了太陽的運動方向（東升西落），不同的圓弧代表了不同的季節（夏至、春秋分、冬至）。

（1）觀察點（A）位于北半球時，太陽的運動軌迹向南傾斜，①夏半年（春分-->秋分）太陽由東北升起，西北落下；②春分、秋分時，太陽從正東升起，正西落下；③冬半年（秋分-->春分）太陽從東南升起，西南落下。

（2）觀察點（A）位于赤道時，太陽的運動軌迹不發生傾斜，夏半年太陽東北升起、西北落下；春分/秋分時正東升起、正西落下；冬半年時東南升起、西南落下。

（3）觀察點位于南半球時，太陽的運動軌迹向北傾斜，夏半年（北半球的夏半年）太陽東北升起、西北落下；夏至時正東升起、正西落下；冬半年時東南升起、西南落下。

總體來說，在太陽軌迹的傾斜方向上：當觀察者（A）位于北半球時，太陽軌迹向南傾斜；當它位于南半球時，太陽軌迹向北傾斜；當它位于赤道時，太陽軌迹不發生傾斜。在日出、日落的方向上：①當太陽直射北半球時（夏半年），不論觀察點（A）位于南半球或者北半球，都是東北日出、西北日落；②太陽直射赤道時，正東日出、正西日落；③太陽直射南半球時，太陽東南升起、西南落下。

（1）日出、日落的角度、太陽高度角

如下圖所示，假設觀察者位于北半球，此時正值夏半年（則太陽運動軌迹向南傾斜，且東北日出、西北日落），則此時日出的方向為東偏北β°，日落方向為西偏北β°，這個β就是太陽直射點的緯度。此時圖中的aæ為太陽高度角，aæ=90°-|當地緯度-太陽直射點緯度|。

（2）極晝

如果北半球的A地處于極晝，則此時太陽由正北升起，正北落下，太陽運動軌迹向南傾斜（如果是南半球極晝，則為正南升起、正南落下，太陽運動軌迹向北傾斜）。

（3）北極點、南極點

如果A點位于極點，則此時太陽一直都在空中，呈現圓圈形狀，旋轉的方向為：北順南逆（與地球的自轉方向恰好相反）。

此時的太陽高度角=90°-|90°-太陽直射點緯度|，即太陽高度角=太陽直射點緯度。

（4）反推觀察點的狀态（南、北半球和季節）

①根據傾斜方向，判定南北半球：向南傾斜（位于北半球）、向北傾斜（南半球）

②根據太陽運動軌迹的長短，判斷季節：大于半圈（紅色，夏半年）、小于半圈（黑色、冬半年）、等于半圈（藍色，春分秋分）

③根據日出、日落方向，判斷季節：日出東北日落西北（太陽直射北半球，夏半年）、日出東南日落東南（太陽直射南半球、冬半年）、日出正東日落正西（春分、秋分）。

（5）剛好極晝的緯度、太陽高度角

①剛好極晝的緯度=90°-太陽直射緯度。如下圖所示，太陽直射10°N，則剛好極晝的緯度為80°N。

②太陽高度角=2×太陽軌迹傾斜的角度=2×太陽直射緯度=20°（另一種算法：太陽高度角=90°-|當地緯度（80°N）-太陽直射點緯度（10°N）|=20°）。

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