北京纬度为40°N，冬至日时太阳直射点在南回归线（即23.5°S），
则这时北京的正午太阳高度角=90-（40+23.5°）=26.5°。
如下图：
关于正午太阳高度角计算问题概况如下：
一、规律
由于太阳直射点在南北回归线之间移动，所以：
1、在回归线之间的地区，一年有两次太阳直射机会，此时正午太阳高度最大，为90°。太阳直射南北回归线时出现极小值。其中除赤道两个极小值都是最小值外，其它地区以太阳直射另一半球回归线时最小。
2、在回归线之上的地区，一年有一次太阳直射机会，分别是夏至和冬至。
3、在回归线之外的地区，可含南北回归线，在太阳直射本半球回归线时最大，直射另一半球回归线时最小。
例如，北京约在北纬40°，在北半球夏至，太阳直射北回归线，此时这里的正午太阳高度最大，约为73.5°；在冬至，太阳直射南回归线，此时这里的正午太阳高度最小，约为26.5°。
因为地球的公转致使一年内太阳在地球的直射点在南北回归线之间往复一次。以北半球北回归线穿过的地区为例：一年中当太阳光直射北回归线时,正值我国北方的夏至节气,正午太阳在头顶正上方,即太阳高度角为90°,为一年中的最大值；当太阳光直射南回归线时,正值我国北方的冬至节气，此时的太阳高度角为43°，为一年之中的最小值。由于地球自转，产生了太阳的视运动现象(东升西落)，即太阳高度的日变化。
由于地球公转，使太阳直射点南北移动，从而产生了正午太阳高度的纬度变化和季节变化现象。
二、计算
某一地区的正午太阳高度角的大小，决定了该地的太阳辐射量的多少，那么，一个地区的正午太阳高度角是否可计算出来呢？
我们已经知道，地球绕太阳公转，由于地轴的倾斜，地轴与轨道平面始终保持着大概66°34′的夹角，这样，才引起太阳直射点在南北纬23°26′之间往返移动，并决定了太阳可能直射的范围：春，秋分日，太阳直射赤道---即直射点的纬度为0°；冬至日，太阳直射南回归线--即直射点的纬度为23°26′S；夏至日，太阳直射北回归线--即直射点的纬度为23°26′N。如果某地的纬度已经知道，依据下面的公式就可以计算出此地的太阳高度。
三、度角
H=90°-| 纬差|（纬差是指某地的地理纬度与当日直射点所在纬度之间的差值）
例如：A地的纬度为40°N，求A地夏至日的正午太阳高度。
夏至日太阳直射的纬度为23°26′N，与A地的纬度差=40°-23°26′=16°34′，那么H=90°-16°34′=73°26′。
如果求A地冬至日的正午太阳高度。冬至日太阳直射的纬度为23°26′S，与A地的纬度差=40°+23°26′=63°26′，那么H=90°-63°26′=26°34′。
计算公式:
H=90°-∣α-β∣
*α为太阳直射点的纬度,β为所求纬度(北纬取正值,南纬取负值)
北京纬度为40°N，冬至日时太阳直射点在南回归线，此时冬至日照和影子的角是153.5°。
由于太阳直射点在南北回归线之间移动，所以在回归线之间的地区，一年有两次太阳直射机会，此时正午太阳高度最大，为90°。太阳直射南北回归线时出现极小值。其中除赤道两个极小值都是最小值外，其它地区以太阳直射另一半球回归线时最小。这天太阳光直射南回归线，是北半球白天最短，黑夜最长的一天。
冬至日，北半球虽然日照时间最短，获得的太阳辐射能最少，但由于夏季以后的地面积蓄的热量尚未散尽，所以这时的气温还不是最低的时候，冬至过后，虽然北半球日照逐渐增多，但地面吸收的热量还是比失散的少，入不敷出，气温在一段时间内仍继续下降，大约过近一个月，地面吸收到的热量与失去的热量才逐渐平衡，之后气温便慢慢回升。
北京纬度为40°N，冬至日时太阳直射点在南回归线（即23.5°S），则这时北京的正午太阳高度角=90-（40+23.5°）=26.5°。
冬至，又称冬节、亚岁、长至节等，兼具自然与人文两大内涵，既是二十四节气中一个重要的节气，也是中国民间的传统节日。冬至，斗指子，太阳黄经达270°，于每年公历12月21－23日交节。冬至是时年八节之一，古时民间有在“八节”拜神祭祖的习俗。
冬至标示着北半球的太阳高度最小，白昼时间最短，但是冬至日的温度不是最低。冬至这天太阳直射地面的位置到达一年的最南端，太阳几乎直射南回归线（又称为冬至线），太阳光对北半球最为倾斜；因此，冬至日是北半球各地一年中白昼最短的一天，并且越往北白昼越短。
冬至这天，太阳直射地面的位置到达一年的最南端，几乎直射南回归线（南纬23°26'）。这一天北半球得到的阳光最少，比南半球少了50%。北半球的白昼达到最短，且越往北白昼越短。
比较常见的是，在中国北方有冬至吃饺子的风俗。俗话说：“冬至到，吃水饺。”而南方则是吃汤圆，当然也有例外，如在山东滕州等地冬至习惯叫做数九，流行过数九当天喝羊肉汤的习俗，寓意驱除寒冷之意。
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