意義與機制
地球的自轉軸相對於其軌道平面的垂直方向傾斜。 這一軸在一年中保持基本相同的方向，從而改變了兩個半球中的光照條件。
如果太陽高照，並且一天很長，那麼單位面積每天接收到的能量可能會增加。這並非僅僅因為夏季太陽與地球之間的距離更近。
關係與條件
太陽當午時出現在當地的仰角，可以用 90°−|φ−δ| 來表示，其中 φ 代表緯度，δ 代表太陽的赤經。 極地地區也可以經歷持續的白天或持續的夜晚。
該模擬假設為圓周軌道，以及固定旋轉軸的定向。 實際季節性溫度的變化，並不完全與入射太陽光同步，這是由于海洋和大氣的熱容，地形以及熱滯後造成的。
觀察實驗中需要注意的事物
軸傾斜導致了季節性的太陽差異。兩個半球呈現相反的季節，並且太陽在極點可能不會下或升。
假設存在一個圓周軌道和一個固定的旋轉軸。 忽略大氣折射、太陽視直徑、地形以及軌道偏心率。 負的南緯高度表示太陽位於地平線以下。 當傾角為 0° 時，太陽的極點位於地平線上，因此，一天的時間長度遵循 12 小時的約定。
關鍵關係與符號
h=90−|φ−δ| · cos H=−tan φ·tan δ
| 符號 | 含義 | 單位 |
|---|---|---|
| φ | 觀察員的緯度 | ° |
| δ | 太陽赤經 | ° |
| h | 太陽當午時出現在當地的仰角 | ° |
透過範例確認
北緯 37.5°、地軸傾角 23.5° 時，夏至的正午太陽高度角是多少？
夏季至日太陽赤經為 δ=23.5°，因此 90 − |37.5 − 23.5| = 76°。同時，37.5° 南緯對應於 29°。
常見誤解
- 北半球的夏季，並不意味著南半球的夏季，它們的季節是相反的。