Mặt Trời mọc và Mặt Trời lặn

Mặt Trời mọc và Mặt Trời lặn xảy ra khi góc thiên đỉnh xấp xỉ bằng 90°, vào lúc góc giờ h0 thỏa mãn:[2]

cos ⁡ h 0 = − tan ⁡ Φ tan ⁡ δ . {\displaystyle \cos h_{0}=-\tan \Phi \tan \delta .}

Thời điểm Mặt Trời mọc và lặn chính xác là vào lúc rìa trên của Mặt Trời được thấy chạm vào đường chân trời, qua sự khúc xạ khí quyển.

Suất phản chiếu

Giá trị góc thiên đỉnh trung bình ngày có trọng số, được sử dụng để tính toán suất phản chiếu địa phương của Trái Đất, được cho bởi công thức

cos ⁡ θ s ¯ = ∫ − h 0 h 0 Q cos ⁡ θ s d h ∫ − h 0 h 0 Q d h {\displaystyle {\overline {\cos \theta _{s}}}={\frac {\int _{-h_{0}}^{h_{0}}Q\cos \theta _{s}{\text{d}}h}{\int _{-h_{0}}^{h_{0}}Q{\text{d}}h}}}

trong đó Q là cường độ bức xạ Mặt Trời tức thời.[2]

Một số giá trị góc đặc biệt

Một số ví dụ về góc cao Mặt Trời (hay góc nhập xạ vào buổi trưa):

• 90° nếu đứng tại xích đạo, vào ngày điểm phân, lúc 12 giờ trưa theo thời gian Mặt Trời.
• gần 0° vào lúc Mặt Trời mọc hoặc Mặt Trời lặn.
• giữa 0° và -90° vào ban đêm (nửa đêm).

Góc thiên đỉnh Mặt Trời bằng đúng vĩ độ của địa điểm vào lúc trưa Mặt Trời của ngày điểm phân.

Vào lúc trưa Mặt Trời địa phương, góc giờ bằng 0°, khi đó Mặt Trời nằm trên đường kinh tuyến (bắc–nam), còn gọi là thời gian quá cảnh Mặt Trời. Nếu tại một địa điểm trên Trái Đất, vào lúc trưa Mặt Trời của một ngày nhất định trong năm, mà Mặt Trời lên vị trí thiên đỉnh, tức là góc thiên đỉnh bằng 0° vào buổi trưa thì địa điểm đó được gọi là hạ điểm Mặt Trời. Tại hạ điểm Mặt Trời, các tia nắng trực tiếp chiếu thẳng xuống, vì thế các vật thể trên mặt đất không có bóng phía sau. Theo công thức ở mục trên, có thể thấy hạ điểm Mặt Trời có vĩ độ không quá xích vĩ tối đa của Mặt Trời, tức là vùng nhiệt đới trong khoảng từ 0° đến ±23,4°, và ngày xảy ra là ngày mà xích vĩ của Mặt Trời bằng vĩ độ.