Selama titik balik matahari, yang terjadi sekitar Desember21 dan 21 Juni setiap tahun, poros Bumi diposisikan relatif terhadap matahari sedemikian rupa sehingga satu belahan bumi paling dekat dengan matahari dan yang lainnya terjauh dari matahari. Belahan bumi terjauh dari matahari mengalami titik balik matahari musim dingin, dengan sinar matahari langsung jatuh 23,5 derajat utara khatulistiwa. Hitung sudut matahari selama titik balik matahari musim dingin untuk lokasi Anda dengan menentukan garis lintang dan melakukan dua perhitungan sederhana.
Konsultasikan dengan atlas atau situs web geografis untuk menemukan garis lintang lokasi Anda di Bumi. Misalnya, jika Anda tinggal di Cape Canaveral, Florida, garis lintang Anda adalah 28 ° 24 21 "N, atau sekitar 28,4 derajat.
Tambahkan 23,5 derajat ke garis lintang Anda untuk mengimbangi kenyataan bahwa sinar matahari langsung jatuh pada salah satu garis tropis selama titik balik matahari musim dingin: Tropic of Cancer untuk belahan bumi utara dan Tropic of Capricorn untuk belahan bumi selatan. Misalnya, jika Anda tinggal di Cape Canaveral, tambahkan 23,5 hingga 28,4 untuk mendapatkan 51,9 derajat.
Kurangi nilai ini dari 90 derajat untuk mendapatkan sudut ketinggian dari cakrawala matahari selama tengah hari di titik balik matahari musim dingin. Dalam contoh di atas, kurangi 51,9 dari 90 untuk mendapatkan 39,1 derajat. Ini adalah sudut ketinggian matahari di Cape Canaveral pada tengah hari.