يتميز دوران الشمس بالتغير تبعاُ للعرض الجغرافي لأن الشمس مكونة من بلازما غازية. ويلاحظ أن نسبة الدوران تكون الأعلى عند خط الاستواء الشمسي (خط العرض φ=0o) وتقل هذه السرعة كلما ازداد خط العرض. ويصف الدوران التفاضلي للشمس من خلال المعادلة التالية:
ω
=
A
+
B
sin
2
(
φ
)
+
C
sin
4
(
φ
)
{\displaystyle \omega =A+B\,\sin ^{2}(\varphi )+C\,\sin ^{4}(\varphi )}
حيث:
ω : السرعة الزاوية وتقدر بالدرجة/يوم
φ: خط العرض الشمسي، يقدر بالدرجة
A,B,C : ثوابت فيزيائية
تختلف قيمة الثوابت A,B,C تبعاً لطريقة المستخدمة في القياس، والفترة الزمية المدروسة. تعطى القيم المتوسطة المقبولة لهذه الثوابت حالياً كالتالي:
A= 14.713 deg/day ± 0.0491
B= –2.396 deg/day ± 0.188
C= –1.787 deg/day ± 0.253