地軸傾きの理由～地軸の角度を探る！～

地軸の傾きについて

太陽系に属する地球は、地軸を中心に回って、約23.4度傾いて自転しています。
そして、傾きながら太陽の周りを回っています。

地球の１年間は宇宙空間から見ると、太陽光の受け方は地域ごとによって違います。
日光の受け方は季節によって違いがあるように、影によって、変化がみられます。

例えば、冬は影が長く、夏は短いように、影の短いときの方が太陽からたくさんのエネルギーを受けています。
だから夏は暑いのです。
逆に冬は、影が長くなるので寒くなります。

地球に光が入ってくるのは太陽のおかげですが、太陽のの大きさはというと、太陽の直径が地球の直径の約109倍もあるんです。ビックリするような大きさですね。また、よく知られていることで、太陽の表面には比較的温度の低い ”黒点” と呼ばれる黒い部分があります。

太陽の動きの地球の四季における地軸の傾きと昼と夜の変化

冬至と夏至は地球の公転面を真横に見ると、ちょうど昼の長さ夜の長さが半分ずつ見えます。
ちなみに日本の冬至を昼と夜でみると、昼の長さが約１０時間、夜の長さが約１４時間になります。

地球から太陽を見ると、太陽は東から昇り、南を通り西へと沈んでいきます。
早起きをして朝日を見に行くと太陽のパワーを感じることができますよね。
その太陽が真南に来たとき太陽の高度は最も高い位置に来ます。
上図にあるように地球が太陽の周りを北極星（Ｎ極）の方から見て反時計回りに公転する際に、地軸を一定の角度の約23.4度傾けて公転しているために起こっています。
23.4度という角度は、夏至と冬至の太陽の南中高度の差からわかります。

以下は南中高度の計算式です。

日本には四季おりおりの美しい表情があります。
それらは太陽と地球の動きに密接に関わっています。
例えば、太陽は季節によって南中高度や日の出・日の入りの位置を変えていきます。
以下に、二至二分（春分・夏至・秋分・冬至）の様子をまとめてみました。

透明半球を用いた太陽の観測方法

◆太陽の観測方法◆

太陽の位置を記録する方法には、
直接方位と高度を記録する方法、
透明半球を用いて記録する方法、
記録板に棒を垂直に立て、棒の影の先端の動きを記録する方法
の３つが一般的です。

上図のように透明半球を用いて、太陽と半球の中心を結ぶ線と地面の間にできる角が太陽高度を現しています。

先ほどにもありましたように、太陽の南中高度が最も高くなるのは夏至の日です。
夏至は真東より北から日が昇り、真西より北に太陽が沈みます。晴れた日では１９時半頃まで空が明るいのはこのためです。

真東から太陽が昇り、真西に太陽が沈むのは、春分・秋分の日です。
この日の太陽の南中高度は、【 90－観測地点の緯度 】 で知ることができます。

太陽の南中高度で高度が最も低くなるのが冬至の日です。
冬至の日の出は上図のように真東より一年のうちで最も南に、日の入りも真西より一年のうちで最も南よりになります。
だから寒い季節になると、日が落ちるのが早いのはこのためです。