Pour observer l'arc-en-ciel, il faut que son sommet soit au-dessus de l'horizon. Or le sommet de l'arc-en-ciel est à environ 42° au dessus de son centre, qui est lui même sous l'horizon, à une distance angulaire égale à l'élévation du soleil (sa hauteur angulaire). Au lever du soleil, le soleil est à 0° d'élévation, et donc quelle que soit la date, on voit presque la moitié de l'arc-en-ciel, soit un demi-cercle.

Le 21 juin, c'est le solstice d'été, et donc à midi (heure solaire), le soleil est au plus haut dans le ciel, partout dans les zones tempérées de l'hémisphère nord. À midi à Lille, il est à 55.5° au dessus de l'horizon (il monte jusque près de 63° ce jour là, à 14h00, l'heure d'été étant décalée de 2 heures par rapport à l'heure solaire). Le sommet de l'arc-en-ciel est donc à midi 13° sous l'horizon, et l'arc-en-ciel n'est donc pas visible.

Par contre, le 25 décembre, on est proche du solstice d'hiver, et le soleil reste bas sur l'horizon. Très précisément, à midi à Lille, le soleil est à 12° d'élévation. À 13h00, au moment où il est le plus haut, il n'est qu'à 15°. Même à ce moment là, le sommet de l'arc-en-ciel est donc encore à 27° au dessus de l'horizon, ce qui permet d'en voir une bonne partie.

• Les données concernant la position du soleil sont tirées du site sunearthtools.com.