太陽射入的方向，不是單純的東南西北，還有高低之分，是個三維問題。中學課本中講過，夏至時太陽於正午時分直射北迴歸線，對於北迴歸線以北地區，正午時分太陽始終在正南方。但是請注意，上面特地強調了是正午時分。並沒有說位於北迴歸線以北，太陽就永遠不會從偏北的方向出現了。只是其他時刻的太陽方向是超綱內容，老師為了怕學生記混了一般不會講。北溫帶的日出規律一般是這樣的：在春分與秋分日，太陽於當地時間6點從正東方升起。春分-夏至-秋分時段，太陽在當地時間6點之前升起，升起的方向是東偏北；秋分-東至-春分時段，於當地時間6點後升起，方向是東偏南。雖然太陽有半年是從偏北方向升起的，但是上午，隨著太陽逐漸升高、逐漸西行，太陽的角度也會一直向南偏，等正午時分太陽高度升到最高，太陽早就偏到南面了。這在天空是一道弧線。之前自己畫過一張圖，藉助這個來講其中的原理：這是北半球夏季的某一個時間，日光從圖右面射入。因距離較遠，其光線可視為平行光。圖中的豎直虛線為晨昏線（晨昏圈），是地球上晝夜的界線。由於光的直線傳播，易得之此線與日光垂直。（圖中有個誤差，晨昏線應與赤道相交，這裡偏了不少。）圖中的斜直線為地軸，因處於北半球夏季，故北部向太陽方向傾斜，如圖所示。用輔助線標出圖中任意一條經線，並在其與晨昏線的交點處，做出緯線。此交點位於晨昏線上，恰好為日出時分。因地球為球體，故經緯線用弧線畫出。我們已知，正北指向北極點，與經線平行；正東與正北垂直，與緯線平行。故可在圖中經緯線之交點，畫出四個方向，建立座標系。現在，將平行射入的日光投射在此座標系中，可見，其位於正東與正北之間，是為東北方向。同理可知，北半球的夏季，日落方向為西北方向。赤道、南半球也與其相同，日出日落角度僅與緯線和晨昏線的夾角有關，與緯度無關。