개념과 작동 원리
지구 자전축은 공전 궤도면의 수직 방향에 대해 기울어져 있습니다. 한 해 동안 축의 방향이 거의 유지되어 각 반구가 받는 햇빛 조건이 바뀝니다.
태양이 높고 낮이 길면 단위 면적이 하루 동안 받는 에너지가 커질 수 있습니다. 여름은 단순히 태양과 지구 사이의 거리가 가까워서 생기는 것이 아닙니다.
관계식과 성립 조건
남중 고도는 위도 φ와 태양 적위 δ의 차이로 90°−|φ−δ|로 나타낼 수 있습니다. 극지에서는 태양이 계속 뜨거나 계속 지는 조건도 생깁니다.
실험은 원궤도와 고정 자전축을 가정합니다. 실제 계절 기온은 해양과 대기의 열용량, 지형, 시차 때문에 일사 변화와 정확히 동시에 바뀌지 않습니다.
가상 실험에서 읽을 변화
축 기울기가 일조의 계절차를 만들어요. 두 반구는 반대 계절이며 극지에서는 해가 지지 않거나 뜨지 않을 수 있어요.
원궤도와 고정 자전축을 가정해요. 대기 굴절·태양 원반 크기·지형·궤도 이심률은 생략해요. 음수 남중 고도는 태양이 지평선 아래임을 뜻해요. 0° 기울기에서 극점은 태양 중심이 지평선을 따라가므로 낮 길이를 경계 관례인 12 h로 표시해요.
핵심 관계와 기호
h=90−|φ−δ| · cos H=−tan φ·tan δ
| 기호 | 뜻 | 단위 |
|---|---|---|
| φ | 관측지의 위도 | ° |
| δ | 태양 적위 | ° |
| h | 남중 태양 고도 | ° |
예시로 확인하기
북위 37.5°·기울기 23.5°인 하지의 남중 고도는?
하지 태양 적위 δ=23.5°이므로 90−|37.5−23.5|=76°예요. 같은 때 남위 37.5°는 29°예요.
자주 헷갈리는 점
- 북반구가 여름일 때 남반구도 같은 이유로 여름이 되는 것은 아닙니다.