地球科学・天文・宇宙/原理と探求
地軸の傾きと季節の解説
季節の主な原因は、地球と太陽の距離の変化ではなく、自転車の傾きによる日照条件の変化です。軸の傾き・緯度・公転位置を変え、昼の長さと太陽高度を比較します。南半球と北半球で反対の季節が現れる理由を同じ模型で説明してみてください。
どのような原理？
軸の傾きが日照の季節差を作ります。二つの半球は反対の季節であり、極地では太陽が負けないか、浮かぶことができません。
重要な関係
h=90−|φ−δ| · cos H=−tan φ·tan δ
観察してみよう
- 自転軸は空電中空間で同じ方向を維持します。緯度・傾き・位置を調節し、両半球の昼間の長さを見てみましょう。
- 北緯37.5°で下地・冬至・春分を記録し、南中高度と昼の長さを比較します。
- 軸の傾きだけ0°に変えた条件と北緯70°下地の白夜条件を記録します。
結果を読み解く
北緯37.5°、地軸の傾き23.5°のとき、夏至の南中高度は？
下の太陽赤緯δ=23.5°なので90−|37.5−23.5|=76°です。同じ時、南緯37.5°は29°です。
モデルの仮定と限界
円軌道と固定自転軸を想定します。大気屈折・太陽円盤サイズ・地形・軌道二心率は省略します。陰数南中高度は太陽が地平線の下であることを意味します。 0°勾配では、極は太陽の中心が地平線に沿っているので、昼の長さを境界慣例である12hで表します。