1．昼长随时间的变化线示意图
(1)赤道上昼夜长短无变化，全年昼夜等长。
(2)赤道到北极圈之间，北半球春分日后昼渐长夜渐短(昼长>夜长)，夏至日时昼最长夜最短，之后昼渐短夜渐长(昼长>夜长)，秋分日后昼渐短夜渐长(夜长>昼长)，冬至日时昼最短夜最长，之后昼渐长夜渐短(夜长>昼长)，春、秋分日时昼夜等长。南半球昼夜长短周年变化规律可参照此图进行推理。
(3)北极圈上，夏至日时北极圈以北地区为极昼，冬至日时北极圈以北地区为极夜。
(4)南极圈以内地区，冬至日前后一段时间出现极昼，夏至日前后出现极夜。
2．昼长随纬度的变化线示意图
由图可知，若甲地和乙地纬度数相同，并分别位于北半球和南半球，则甲地的昼长等于乙地的夜长，因此可以根据这种对称性来计算某一纬度的昼(夜)长。如北纬40°地区的昼长是14小时，那么南纬40°地区的夜长是14小时。
3．同一经线日出时刻随纬度变化图
图中横坐标为日出时刻，纵坐标为纬度。从图中曲线可以看出，赤道上6时日出，昼长为12小时；随纬度升高日出时间越来越早，表明昼长越来越长，则北半球为夏半年；日出时刻为0：00意味着该纬度出现极昼现象，若该纬度为66°34′，则表明此日为夏至日，太阳直射北回归线。若图中纬度为南半球则相反。
二、正午太阳高度
(一)正午太阳高度的变化规律
1．空间变化规律
(1)文字描述：从太阳直射点所在纬线分别向南北两侧递减；离直射点距离越近(纬度差越小)，正午太阳高度越大。
(2)图形描述
(3)特别说明
①同线相等规律：同一纬线上正午太阳高度相等。
②对称规律：以直射点所在纬线为对称轴南北对称的两条纬线，正午太阳高度相等。
2．季节变化规律
(1)文字描述
| 北回归线及其以北地区 | 6月22日前后达最大值，12月22日前后达最小值 |
| 南回归线及其以南地区 | 12月22日前后达最大值，6月22日前后达最小值 |
| 南北回归线之间(除赤道外) | 一年有两次最大值(太阳直射时最大)，一次最小值(南半球出现在6月22日前后、北半球出现在12月22日前后) |
| 赤道地区 | 一年有两次最大值(春分、秋分)、两次最小值(夏至、冬至) |
(2)图形描述
3．正午太阳高度的年变化规律
(1)南北回归线之间：纬度越高，正午太阳高度变化幅度越大(由23°26′增大到46°52′)，赤道上为23°26′，回归线上为46°52′。
(2)回归线至极圈之间：各纬度正午太阳高度变化幅度相同(均为46°52′)。
(3)极圈以内地区：纬度越高，正午太阳高度变化幅度越小(由46°52′减小到23°26′)，极圈上为46°52′，极点上为23°26′。
(二)正午太阳高度的计算
公式：H＝90°－两点纬度差
说明：“两点”是指所求地点与太阳直射点。两点纬度差的计算遵循“同减异加”原则，即两点同在北(南)半球，则两点纬度“大数减小数”；两点分属南北不同半球，则两点纬度相加。如图所示：
当太阳直射B点(10°N)时，A点(40°N)正午太阳高度：H＝90°－AB纬度差＝90°－(40°－10°)＝60°。
C点(23°26′S)正午太阳高度：H＝90°－BC纬度差＝90°－(10°＋23°26′)＝56°34′。
三、不同纬度的太阳视运动轨迹图
(1)北极点(图甲)和南极点(图乙)上太阳视运动轨迹图
由于地球自西向东自转，则太阳东升西落。因南北半球地球自转方向相反，北“逆”南“顺”，则太阳视运动也相反，北“顺”南“逆”。
①春秋分日，南北极点太阳高度为0°，太阳终日在地平线上，北极点看逆时针、南极点看顺时针运动。
②北极点夏至日、南极点冬至日，太阳整日不落，地平高度均为23°26′，视运动方向北“顺”、南“逆”。
(2)北极圈(图甲)和南极圈(图乙)上太阳视运动轨迹图
南北半球太阳视运动方向相反，北“顺”南“逆”。
①春秋分日，南北极圈上正午太阳高度为23°26′，太阳正东升起，正西落下。
②夏至日，北极圈上正午太阳高度为46°52′，太阳正北升起，正北落下；而南极圈上正午太阳高度为0°，极夜。
③冬至日，北极圈上正午太阳高度为0°，极夜；而南极圈上正午太阳高度为46°52′，太阳正南升起，正南落下。
(3)北回归线(图甲)和南回归线(图乙)上的太阳视运动轨迹图
南北半球太阳视运动方向相反。
①春秋分日，南北回归线正午太阳高度为66°34′，太阳正东升起，正西落下。
②夏至日，北回归线正午太阳高度为90°，南回归线正午太阳高度为43°08′，南北回归线上太阳均从东北升起，西北落下。
③冬至日，北回归线正午太阳高度为43°08′，南回归线正午太阳高度为90°，南北回归线上太阳均从东南升起，西南落下。
(4)赤道上的太阳视运动轨迹图
①春秋分日时，太阳从正东升起，从正西落下，正午太阳高度H1＝90°；
②夏至日时，太阳从东北升起，从西北落下，正午太阳高度H2＝66°34′；
③冬至日时，太阳从东南升起，从西南落下，正午太阳高度H3＝66°34′。