太陽(たいよう)の日周運動(にっしゅううんどう)

空(そら)を見上(みあ)げると、天体(てんたい)は観測者(かんそくしゃ)を中心(ちゅうしん)とした大(おお)きな丸(まる)い天井(てんじょう)にはりついているように見(み)える。この見(み)かけの球面(きゅうめん)を天球(てんきゅう)といい、観測者(かんそくしゃ)の真上(まうえ)にあたる点(てん)を天頂(てんちょう)とよぶ。

太陽(たいよう)は朝(ちょう)、東(ひがし)の地平線(ちへいせん)からのぼり、昼(ひる)ごろに南(みなみ)の空(そら)で最(もっと)も高(たか)くなって、夕方(ゆうがた)には西(にし)の地平線(ちへいせん)にしずんでいく。このように、太陽(たいよう)が1日(ついたち)の間(ま)に天球上(てんきゅうじょう)を東(ひがし)から西(にし)へ動(うご)いて見(み)えることを太陽(たいよう)の日周運動(にっしゅううんどう)という。

太陽(たいよう)が真(ま)南(みなみ)にきて最(もっと)も高(たか)くなることを南中(なんちゅう)といい、南中(なんちゅう)したときの太陽(たいよう)と地平線(ちへいせん)との間(ま)の角度(かくど)を南中高度(なんちゅうこうど)という。南中(なんちゅう)する時刻(じこく)は、日本(にっぽん)ではおよそ正午(しょうご)ごろだ。

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太陽(たいよう)の動(うご)きは透明半球(とうめいはんきゅう)を使(つか)って記録(きろく)できる。厚紙(あつがみ)に透明半球(とうめいはんきゅう)と同(おな)じ大(おお)きさの円(えん)をかき、中心(ちゅうしん)に印(しるし)をつけて方位(ほうい)を合(あ)わせ、日当(ひあ)たりのよい水平(すいへい)な場所(ばしょ)に固定(こてい)する。

一定(いってい)の時間(じかん)ごとに、ペンの先(さき)の影(かげ)が円(えん)の中心(ちゅうしん)に重(かさ)なる位置(いち)を探(さが)して、透明半球(とうめいはんきゅう)の上(うえ)に点(てん)を打(う)つ。点(てん)の位置(いち)が、その時刻(じこく)に観測者(かんそくしゃ)から見(み)た太陽(たいよう)の方向(ほうこう)を表(あらわ)している。

打(う)った点(てん)をなめらかな線(せん)で結(むす)び、その線(せん)を透明半球(とうめいはんきゅう)のふちまでのばすと、ふちと交(まじ)わる点(てん)がそれぞれ日(ひ)の出(で)と日(ひ)の入(い)りの位置(いち)になる。

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1時間(じかん)ごとに打(う)った点(てん)の間隔(かんかく)を測(はか)ると、どこでもほぼ等(ひと)しくなる。これは、太陽(たいよう)が天球上(てんきゅうじょう)を一定(いってい)の速(はや)さで動(うご)いて見(み)えることを表(あらわ)しているのだ。

たとえば1時間(じかん)ごとの点(てん)の間隔(かんかく)が2.4cmで、ある点(てん)から日(ひ)の入(い)りの位置(いち)までが12cmあったとすると、12÷2.4＝5より、その点(てん)の時刻(じこく)から5時間後(じかんご)が日(ひ)の入(い)りの時刻(じこく)と求(もと)められる。

太陽(たいよう)が天球上(てんきゅうじょう)を動(うご)いて見(み)えるのは、太陽(たいよう)が実際(じっさい)に動(うご)いているからではない。地球(ちきゅう)が西(にし)から東(ひがし)へ自転(じてん)（新しいタブで開きます）しているために、地球上(ちきゅうじょう)から見(み)ると太陽(たいよう)が東(ひがし)から西(にし)へ動(うご)くように見(み)えるのであり、これを見(み)かけの動(うご)きという。