É quase impossível ver um arco-íris ao meio-dia porque o Sol está alto demais no céu.

O fenômeno do arco-íris é regido pela Lei de Snell-Descartes e ocorre quando a luz solar sofre refração, reflexão interna e nova refração ao passar por gotas de água. O ângulo crítico para que esse espectro de cores chegue aos olhos humanos é de aproximadamente 42 graus em relação à linha antisolar, que é o ponto oposto ao Sol na perspectiva do observador.Quando o Sol está acima de 42 graus de altitude no céu, o centro do arco-íris desce para baixo do horizonte. Como a maioria das pessoas observa o céu a partir do nível do solo, o arco acaba sendo projetado na terra ou abaixo da linha de visão, tornando-se invisível. É por essa razão que os arco-íris são semicírculos perfeitos apenas quando o Sol está exatamente no horizonte.Estudos ópticos realizados por cientistas como Isaac Newton no século XVII confirmaram que cada cor do espectro possui um ângulo de desvio ligeiramente diferente, mas a média para o arco primário permanece nos 42 graus. Em altitudes elevadas ou a partir de aviões, é possível ver o arco-íris como um círculo completo, pois não há o bloqueio do horizonte terrestre.Durante o inverno em latitudes mais altas, o Sol nunca atinge o zênite, permanecendo em uma trajetória baixa durante todo o dia. Isso permite que arco-íris sejam avistados mesmo em horários próximos ao meio-dia nessas regiões específicas. Em contraste, em regiões tropicais durante o verão, a janela de observação fica restrita aos períodos antes das 10h ou após as 16h.