Durante um solstício, que ocorre por volta de dezembro 21 e 21 de junho de cada ano, o eixo da Terra é posicionado em relação ao sol, de modo que um hemisfério está mais próximo do sol e o outro está mais distante do sol. O hemisfério mais distante do sol experimenta o solstício de inverno, com os raios diretos do sol caindo 23,5 graus ao norte do equador. Calcule o ângulo do sol durante o solstício de inverno para sua localização, determinando sua latitude e fazendo dois cálculos simples.
Consulte um atlas ou um site geográfico para encontrar a latitude de sua localização na Terra. Por exemplo, se você mora em Cabo Canaveral, Flórida, sua latitude é 28 ° 24 '21 "N, ou aproximadamente 28,4 graus.
Adicione 23,5 graus à sua latitude para compensar o fato de que os raios diretos do sol incidem sobre uma das linhas tropicais durante o solstício de inverno: o Trópico de Câncer para o hemisfério norte e o Trópico de Capricórnio para o sul hemisfério. Por exemplo, se você mora em Cabo Canaveral, adicione 23,5 a 28,4 para obter 51,9 graus.
Subtraia este valor de 90 graus para obter o ângulo de elevação do horizonte do sol durante o meio-dia no solstício de inverno. No exemplo acima, subtraia 51,9 de 90 para obter 39,1 graus. Este é o ângulo de elevação do sol no Cabo Canaveral ao meio-dia.