1.冬至日，北半球各地正午太阳高度达到一年中最小。
2.冬至日，太阳直射南回归线，因此40°N正午太阳位于当地正南方向，旗杆影子则朝正北。
3.由于太阳直射点始终位于南北回归线之间，因此40°N正午太阳方位终年位于正南，因此当地正午时旗杆影子方向终年朝向正北，不过是太阳高度大小差异导致影子长短不同。
4.判断不同纬度、不同时间正午太阳方位（旗杆影子与之相反），只需判断太阳直射点纬度位于当地纬度的南北方位即可。如夏至（太阳直射23°26′N），太阳直射点纬度位于海口（20°N）的北部，因此这一天海口正午太阳位于当地的正北方向。具体原理看以下示意图：
