中3地学【各地での太陽の日周運動】

このページでは「北極や赤道、南半球、南極での太陽の日周運動」について解説しています。

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各地での太陽の日周運動

■太陽の日周運動

太陽が天球上を1日に360度(=1時間で15度)回転しているように見える運動。

地球の自転が原因で起こる見かけの動き。

■北極星の高度

北極星の高度=その土地の北緯 となっている。

(南半球では観測できない。)

※詳しくは→【北極星の高度】←を参考に。

 

地球が自転していることが原因で、星は日周運動という動きをします。

実際には星が動いているのではありません。

地球が自転という動きをしているせいで、星が動くように見えるのです。

※詳しくは→【天球】←を参考に。

 

日周運動では、星は地軸を中心に回転しているように見えます。(↓の図)

 

 

太陽もこのような動き(日周運動)をしています。

地軸を中心に、太陽は東から昇って西に沈むように見えます。(これが太陽の日周運動)

 

この太陽の日周運動の道筋は季節により異なります。

日本における春分・秋分・夏至・冬至での太陽の日周運動の道筋は↓のようになります。

→【季節による太陽の動き】←も参考に。

 

 

 

ここで「北極星の高度は観測地点の北緯に等しい」ことを思い出しましょう。

日本はおよそ北緯35度なので、北極星の高度もおよそ35度です。(↓の赤色の角)

天球全体でみると↓のようになっています。(赤色の角がおよそ35度)

 

では日本ではない地点では太陽の日周運動はどう変化するでしょうか。

観測地点が異なれば、北極星の高度も変化します。

これをもとに北極・赤道・南緯35度・南極の4地点での太陽の日周運動の道筋を考えてみましょう。

 

北極の場合

北極は北緯90度。

よって北極星の高度は90度。

 

つまり北極星は頭の真上(天頂)に観測できます。

 

では太陽の日周運動はどうなるかというと・・・

↓のように北緯35度の図における赤色の角90度にすればよいのです。

 

よって北極での太陽の日周運動のようすは↓の図のようになります。

 

この図から、夏至の日は太陽が沈まないことがわかります。

1日中太陽が見えているという状況です。(これを白夜といいます)

 

一方、冬至の日では太陽が昇らないことがわかります。

1日中太陽が見えない(夜)という状況になります。(これを極夜といいます)

 

POINT!!

北極では・・・

夏至の日のころ(6月ごろ)は、太陽が沈まない。(1日中昼といえる)

冬至の日のころ(12月ごろ)は、太陽が昇らない。(1日中夜といえる)

 

赤道の場合

赤道は北緯も南緯も0度です。

よって北極星の高度は0度。

北極星は地平線スレスレに観測できることになります。

 

では太陽の日周運動は↓のように、北緯35度のときの図の赤色の角を0度にすればよいことになります。

 

 

よって赤道での太陽の日周運動は↓のようになっています。

 

この図から、どの季節でも昼の長さ=夜の長さとなっています。

 

POINT!!

赤道では・・・

1年中、昼の長さ=夜の長さ(=ともに12時間)

 

南緯35度の場合

南緯35度の場所は、言い換えると北緯-35度です。

北極星の高度は-35度となります。(つまり北極星そのものは観測できない)

 

↓の図のように赤道の様子からさらに北極星の高度を下げて・・・

 

 

南緯35度での太陽の日周運動は↓のようになります。

 

この図から、太陽は

東の空から日の出→北の空で最も高くなる→西の空で日の入り

という動きをしていることがわかります。

 

また太陽の高度は・・・

・冬至の日(12月)に最も高い

・夏至の日(6月)に最も低い

こともわかります。

 

つまり南緯35度の地点では

・冬至の日(12月)は暑い

・夏至の日(6月)は寒い

となっており、日本とは季節が逆転しているのです。

 

POINT!!

南半球では・・・

太陽が東→北→西へと日周運動をしている。

日本とは季節が逆転!

 

南極の場合

最後に南極です。

南極は南緯90度。言い換えると北緯-90度です。

南緯35度の図よりも、さらに北極星の高度を下げて・・・(↓の図)

よって南極での太陽の日周運動は↓のようになっています。

この図より、

・冬至の日は太陽が沈まない(白夜)

・夏至の日では太陽が昇らない(極夜)

ことがわかります。

 

POINT!!

南極では・・・

夏至の日のころ(6月ごろ)は、太陽が昇らない。(1日中夜といえる)

冬至の日のころ(12月ごろ)は、太陽が沈まない。(1日中昼といえる)

 

まとめ

地軸と各季節での日周運動の道筋は、↓の図のように

地軸に夏至の円盤・春分秋分の円盤・冬至の円盤がささっている「焼き鳥」のようなイメージを持っておきましょう。

この焼き鳥を、北極星の高度に応じて傾きを変えて考えてみよう。

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小中高生に数・理を教えている関西の現役塾講師です。
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