季節(きせつ)の変化(へんか)と地軸(ちじく)の傾(かたむ)き

地球(ちきゅう)の地軸(ちじく)は、公転(こうてん)する面(めん)に垂直(すいちょく)な方向(ほうこう)に対(たい)して約(やく)23.4°傾(かたむ)いている。しかも地球(ちきゅう)は、この傾(かたむ)きの向(む)きを1年中(ねんちゅう)変(か)えずに太陽(たいよう)のまわりを公転(こうてん)しているのだ。

そのため、6月(がつ)下旬(げじゅん)の夏至(げし)のころには北半球(きたはんきゅう)が太陽(たいよう)のほうへ傾(かたむ)き、12月(がつ)下旬(げじゅん)の冬至(とうじ)のころには北半球(きたはんきゅう)が太陽(たいよう)と反対(はんたい)のほうへ傾(かたむ)く。3月(がつ)の春分(しゅんぶん)と9月(がつ)の秋分(しゅうぶん)のころは、どちらにも傾(かたむ)いていない位置(いち)関係(かんけい)になる。

北半球(きたはんきゅう)が太陽(たいよう)のほうへ傾(かたむ)いているときは、日本(にっぽん)から見(み)た太陽(たいよう)は空(そら)の高(たか)いところを通(とお)る。反対(はんたい)に傾(かたむ)いているときは、低(ひく)いところを通(とお)るようになる。

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透明半球(とうめいはんきゅう)で季節(きせつ)ごとに太陽(たいよう)の動(うご)きを記録(きろく)すると、夏至(げし)の太陽(たいよう)は真(ま)東(ひがし)より北(きた)寄(よ)りからのぼって高(たか)い空(そら)を通(とお)り、真(ま)西(にし)より北(きた)寄(よ)りにしずむ。冬至(とうじ)の太陽(たいよう)は南(みなみ)寄(よ)りからのぼって低(ひく)い空(そら)を通(とお)り、南(みなみ)寄(よ)りにしずんでいく。

春分(しゅんぶん)と秋分(しゅうぶん)の日(ひ)には、太陽(たいよう)は真(ま)東(ひがし)からのぼって真(ま)西(にし)にしずみ、昼(ひる)と夜(よる)の長(なが)さがほぼ等(ひと)しい。夏至(げし)は昼(ひる)が最(もっと)も長(なが)く、冬至(とうじ)は最(もっと)も短(みじか)い。

北緯(ほくい)φ（度(ど)）の地点(ちてん)での南中高度(なんちゅうこうど)は、春分(しゅんぶん)・秋分(しゅうぶん)が90°－φ、夏至(げし)が90°－φ＋23.4°、冬至(とうじ)が90°－φ－23.4°で求(もと)められる。たとえば北緯(ほくい)35°の地点(ちてん)なら、春分(しゅんぶん)・秋分(しゅうぶん)は55°、夏至(げし)は78.4°、冬至(とうじ)は31.6°となる。

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同(おな)じ量(りょう)の太陽(たいよう)の光(ひかり)でも、高(たか)い角度(かくど)から当(あ)たるほど、地面(じめん)のせまい範囲(はんい)に集中(しゅうちゅう)して当(あ)たる。そのため南中高度(なんちゅうこうど)が高(たか)いほど、同(おな)じ面積(めんせき)の地面(じめん)が受(う)け取(と)る光(ひかり)のエネルギーは多(おお)くなるわけだ。

夏(なつ)は南中高度(なんちゅうこうど)が高(たか)いうえに昼(ひる)の時間(じかん)も長(なが)いので、地面(じめん)があたためられる量(りょう)が多(おお)く、気温(きおん)が高(たか)くなる。冬(ふゆ)は南中高度(なんちゅうこうど)が低(ひく)く昼(ひる)も短(みじか)いので、気温(きおん)が低(ひく)くなっていく。

もし地軸(ちじく)が傾(かたむ)いていなければ、南中高度(なんちゅうこうど)も昼(ひる)の長(なが)さも1年中(ねんちゅう)ほとんど変(か)わらず、はっきりした四季(しき)は生(う)まれない。季節(きせつ)の変化(へんか)は、地軸(ちじく)が傾(かたむ)いたまま地球(ちきゅう)が公転(こうてん)していることによって起(お)こっている。