為什麼北溫帶以北地區，到了夏季，太陽會從偏北的方向升起？

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原題目：我在北京今(2015.6.18)晨6時左右我發現新生的太陽在東方偏北請問是為什麼？

如上兩張圖所示
主觀視角即指南針所指方向

我取景的地方在西四環附近長安街路邊
又藉助指南針確定了方向
北京在北半球
北回歸線以北
理論上
太陽應該全年都偏向南方啊

我讀書少
但好歹當年地理這部分知識考年級第二呢
難道是昨晚喝酒又熬夜懵逼了

真心跪求各路大神不吝賜教

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留言
哪位朋友把我的題目給改了
「北溫帶以北地區」那不都到寒帶了
該是「北溫帶靠北的地區」吧？
我直接改怪不禮貌的煩請您再改過
改的同時把這留言也一起刪了吧
謝謝

補充：

一般我們所看到的夏至日示意圖。如果我們把視野角度稍稍偏轉一下：

明白了嗎？

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回歸線，對於北回歸線以北地區，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。並沒有說位於北回歸線以北，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，建立坐標系。
現在，將平行射入的日光投射在此坐標系中，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。

補充一下大家的答案，事實上只要當太陽直射點在北半球時，居住在北半球緯度越高的人們會發現初升的太陽越偏北，在南半球，情況也一樣。這是由於人們所在的地表面是球面造成的，具體來說，由於地球曲率影響，晨線上的方位坐標隨著緯度的增加將會發生順時針旋轉，而太陽光永遠垂直晨線，所以有以上結論啦～～～

同理，傍晚日落時分，太陽將在西北方向落下。

手機碼字，無圖見諒啦

如有疏忽之處，歡迎指正，共同進步～

啥都沒有一個公式好，設太陽直射點緯度為θ，觀察者緯度為φ，以上均是北正南負。則由天球的幾何可證明：1.太陽升起時間：t＝(12/π)arccostanθtanφ（當θ與φ同號時），t＝12-(12/π)arccostanθtanφ（當θ與φ異號時）；正午時太陽與天頂夾角α＝θ-φ(α也是北正南負)；太陽升起時與正東方夾角β＝±crccos[(cos(θ+φ)cos (θ-φ))?/cosφ](符號與θ同)。至於落山時間與方位正好與升起時對稱。由此可見，夏至，θ＝23°26"，θ＜φ＜66°34"，可見0＜t＜5:17；-43°8"＜α＜0；β比較複雜，但由θ符號可知＞0，因此太陽五點十七之前在東偏北升起，正午在天頂偏南0至43°8"之間。

如圖