你观察的现象完全正确,momuf说的是对的,一二楼说的不对.
对于北回归线以北的地区,可以肯定的是,在正午时刻,太阳一定在南方.但对于一天中的其他时刻,方位就不是这样了.
中学课本中,主要牵涉的是正午太阳的有关问题,而很少涉及到一天中任意时刻的太阳方位.可以认为前者仅是后者的一种特殊情况.由于中学没有把后者深入讲解,所以如果用正午太阳的理论去解释一般情况,就会产生混淆,无法理解“太阳在北边”的缘故.
下面以公式来说明.先介绍一下太阳方位角.太阳方位角是指太阳光线在地面上的投影与当地子午线的夹角.正南为0,向西为正,向东为负,如正西就是正90度,其他可依次类推.它的公式为cosA=（sinhsinφ-sinδ）/（coshcosφ）,其中A即太阳方位角,h是当时的太阳高度,φ是当地纬度,δ是太阳赤纬,即太阳直射点所在纬度.
先看正午这种特殊情况.由于正午太阳高度总是h=90-|φ-δ|,代入上式可得,cosA=1,（不难算,但要细心一点啊!）即正午太阳方位角总是等于0度,这也就是我们通常所说的,正午太阳总是在正南方,影子也必然在正北了!这没有错!
但对于非正午,我举日出、日落这两个极端的情况来看一下,以北纬30度为例：
1、在春秋分,日出日落时,h=0,φ=30,δ=0,可以得到cosA=1,A=+90度或-90度,也就是说,日出的方位为正东,日落的方位为正西.
2、在冬至,日出日落时,h=0,φ=30,δ=-23.5(近似),可以得到cosA=0.4604,也就是说A=62.6度或-62.6度,日出的方向是东偏南27.4度,而日落的方向是西偏南27.4度.
3、在夏至,日出日落时,h=0,φ=30,δ=+23.5,cosA=-0.4604,那么A=-117.4度或者说117.4度,日出方向为东偏北27.4度,日落方位为西偏北27.4度.
所以,可以看出,不同季节太阳在空中所经圆弧是不同的.更一般地说,在冬半年,是一段劣弧,太阳从东南方升起,西南方落下；夏半年是一段优弧,太阳从东北方升起,西北方落下.而你所说的正是夏季的傍晚,太阳离落下已不远,在西北也就不足为奇了!
此外,如果是在极昼的地方,太阳将在一天内将把各个方位都转遍,（只是高度不同而已）影子在所有的方位出现都是有可能的!
楼上是用从几何的角度理解的,本人几何差点,所以更喜欢用公式来解释,你可以把二者结合起来.