秋分の日は昼と夜の長さがほぼ同じ１２時間てすが、名古屋での夏至の昼は１４時間３２分に対し、冬至の昼の

秋分の日は昼と夜の長さがほぼ同じ１２時間てすが、名古屋での夏至の昼は１４時間３２分に対し、冬至の昼の長さは９時間４７分と１２時間との差が均等でなく夏至の昼のほうが、冬至の夜より少し長くなる（１９分）のは何故ですか?

No.1 回答者： スリープ 回答日時： 2019/12/23 07:00

地軸が傾いてるからですよ

No.2 回答者： konjii 回答日時： 2019/12/23 07:08

地軸が傾いて、地球が真球じゃないからです（地球は赤道方向に長い歪んだ球）。

この回答へのお礼

ありがとうございます。真球でないことと時間差の関係は？

お礼日時：2019/12/24 04:34

No.3 回答者： livetolive 回答日時： 2019/12/23 08:25

地軸の傾きの影響ではないかと思って、緯度の違いで差が出るかどうか調べてみました。

国立天文台のホームページから、今年の根室と東京と那覇の夏至と冬至の日の出、日の入り時間から昼間と夜の時間を調べた結果は以下のとおりです。

根室　夏至昼間の時間15:25、冬至昼間の時間8:58(夜の時間15:02、差23分)
東京　夏至昼間の時間14:33、冬至昼間の時間9:55(夜の時間14:05、差28分)
那覇　夏至昼間の時間14:13、冬至昼間の時間10:30(夜の時間13:30、差43分)

これから言えることは、
・低緯度になるほど夏至の昼間の時間が短い。
・低緯度になるほど冬至の昼間の時間が長い。
・夏至の昼間の時間と冬至の夜の時間の差は、低緯度になるほど大きくなる。

ということで、結局、理由はわかりませんでした。
正解がわからないのに回答してしまい、ごめんなさい。

この回答へのお礼

ありがとうございます。理由はわかりませんが、傾向がわかりました。

お礼日時：2019/12/24 04:33

No.4 回答者： nabe710 回答日時： 2019/12/23 09:25

まず、昼と夜の解釈から。

昼は日の出から日没まで、つまり太陽が頭を出してから完全に姿を消すまでですので、大洋の中心が水平線から出てから、同じく沈むときも中心が水平線に掛かったときまでならまだ昼夜が一緒になりますが、日の出から日没までですと太陽一つ分昼が長くなるのはおわかりかと。
つまり一年の中で「一番昼夜が等しいに近い日」であって、完全に等しくはないのです。

さらにまっ平らな床、あるいはお風呂の水面ぎりぎりに目だけ出して太陽に見立てた上下に回転する明かりを見るなら水平線の上、下の経過時間は同じとなりますが、地球は丸いためにいわば平らな水面ぎりぎりで見ているのではなく、台の上に上がって水面を少し高い位置からのぞき込んでいる形になるので、見え始め、消えかけが早く、遅くなりなるのもおわかりかと。
つまり見る位置が高く「昼夜は等しくはない」のです。

さらには地球は自転として太陽に正体して(真正面に見て)からターンしてまた真正面に見るまでがちょうど24時間ではない、太陽の周りを一周するのがちょうど365日間ではないことも、閏年、閏秒などの存在からおわかりになるかと。
四年に一度閏年で一日追加することから、一年(太陽の周りを一周する)は、大体365日と6時間であることもおわかりかと。
「だいたい」24時間で、365日で、とはじめから誤差がある。

さらには、日本全国の日の出、日の入りが統一、共通ではなく、地域によりその時間が違う、すなわち昼と夜の長さが春分の日、秋分の日でも東寄りの地域と西寄りの地域とでは違うこともおわかりかと。
太陽を見る場所、地域で昼夜の長さが異なる、誤差がある？

あなたが例に挙げられている「名古屋」の地も、太陽の中心が水平線から出て、中心が水平線に沈むまでの時間を計ってはいず、丸い地球の先端に立ち、基準値より位置がずれた地区での話しで、誤差を寄せ集めた集計結果が、質問の19分となります。

何一つ、均等、正確な条件の中での時間の計測ではないのですね？

春と秋、「昼夜が『大体』同じ日」を春分、秋分の日としてあり、冬至、夏至もまた一番長い、短い日でしかなく、両者の条件は異なるからです。

わかります？

この回答へのお礼

ありがとうございます。複雑ですね。今ひとつ理解できません。すみません。

お礼日時：2019/12/24 04:39

No.5 回答者： yhr2 回答日時： 2019/12/23 09:45

地球の公転軌道が「真円」ではなく「楕円」であることによって、楕円の「近日点」（冬至に近い）と「遠日点」（夏至に近い）では、地球から太陽を見る角度が変わります。

↓　公転軌道は大体こんな感じ。
https://eco.mtk.nao.ac.jp/koyomi/wiki/A5B1A5D7A5 …

このため、毎日同じ時刻に見える太陽の位置は、同じ方角ではなく、年間で「８の字」を描きます。これを「アナレンマ」と呼びます。これは「公転軌道が楕円」であることと「公転軸に対して地軸（自転軸）が傾いている」ことの合わせ技で起こります。

↓　アナレンマ
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A2%E3%83%8A …
http://koyomi8.com/reki_doc/doc_0553.htm

これらの「地軸の傾き」と「公転軌道が楕円」であるから、冬至のころと夏至のころでは「同じ時間に太陽の見える位置、高さ」が変わるため、昼の時間の長さの傾向に差が出るのだと思います。（精密に計算したことはありませんが）

この回答へのお礼

ありがとうございます。なんとなくわかりました。

お礼日時：2019/12/24 04:44

No.6 回答者： t_fumiaki 回答日時： 2019/12/23 11:50

公転が純粋な円軌道で無いのと、昼と夜の定義を勘違いしてる事から来る。

秋分・春分でも昼の方が長い。

No.7 回答者： yhr2 回答日時： 2019/12/23 13:07

No.5 です。

#6さん＞昼と夜の定義を勘違いしてる事から来る。
#6さん＞秋分・春分でも昼の方が長い。

質問者さんは「昼の長さ」だけで比べていますから、これはあまり関係ありません。

「日の出」の定義は「太陽が少しでも水平線上に顔を出したとき」
「日の入」の定義は「太陽がすべて水平線下に隠れたとき」
ですから、春分・秋分でも「太陽の視直径」分だけ時間差ができます。
太陽の視直径は約0.5°ですから、時間にすると
　24 h * 60 m * 0.5/360 = 2 min
ということになります。

つまり、春分・秋分でも、昼の長さは夜の長さよりも「２分」長くなります。つまり「昼の長さ：12時間1分、夜の長さ：11時間59分」ということです。

これを基準にすれば
・春分・秋分の昼の長さは 12時間1分
・名古屋での夏至の昼は14時間32分 = 春分・秋分よりも 2時間31分長い
・名古屋での冬至の昼は9時間47分 = 春分・秋分よりも 2時間14分短い
この「長くなり方：2時間31分」と「短くなり方：2時間14分」の差は「17分の差」ということになります。
質問者さんの書かれている「19分の差」は間違いですが、これを修正しても全体の議論にはあまり大きい影響ではありません。

この回答へのお礼

ありがとうございます。

お礼日時：2019/12/24 04:48

No.8 回答者： yos1912 回答日時： 2019/12/23 18:27

回答がだいぶ混乱しているみたいなので、整理させてください。

　質問者さんは、夏至の昼間の時間が１４時間３２分あり、冬至では９時間４７分あると書かれています。この時間は国立天文台暦計算室のサイトを参照すると正しいことがわかります。
　暦計算室：http://eco.mtk.nao.ac.jp/koyomi/dni/dni24.html

　ここで冬至の日の夜の長さを計算してみると、２４時間－昼の長さから１４時間１３分であるとわかります。ここで、太陽の運行が春分・秋分を境にして全く逆になるとすると夏至の日の昼間の長さと冬至の日の夜の長さが同じとなるはずである。そこで両者を比較してみると１３分と３２分の間に１９分の差があるのはどうしてかという質問だと思います。この１９分というのは、以上のことから間違った数値ではないといえます。

　理由なのですが、完全に１９分という時間差は詰め切れていませんが、わかった範囲での検討結果を書かせてもらいます。フォローできる人があったら追加お願いします。

　まず、Ｎｏ７さんの回答への追加項目です。太陽は斜めに沈んでいきますから、その時間の考慮も必要ということになります。春分秋分の日は、９０度－緯度で計算できますが、夏至冬至になるとそれより緩い角度で沈んでいきます。といっても１～２度程度ですので、５５度で計算してもいいでしょう。でもその影響はというと１分ほどのびるだけです。時間差の原因はこれだけではないことになります。

　次に考えられる要因として、大気差という現象があります。地球の大気は上空ほど薄くなっているため、光の速度が変わり、太陽光線は屈折を起こし地表方向に曲げられるという現象です。その結果、地平線近くの天体は実際より高い位置に見えます。
　暦計算室の説明です：https://eco.mtk.nao.ac.jp/koyomi/wiki/C2E7B5A42F …

　このページの真ん中くらいに、大気差の大きさを求める式が書かれています。この式に、日没時の太陽高度-0.25(１６分角)を代入すると、大気差の大きさ３８分角が求められます。これに太陽の視半径１６分角を加えた５４分角だけ太陽が沈んだときが日没となります。これに要する時間は、５分となります。日の出時も太陽の中心が地平線を通るときよりも５分早くなりますから、あわせて１０分間昼の時間が長くなるという結果が得られます。

　残り９分の差は今のところ詰められていません。大気差の大きさの見積もりに誤りがあるような気もします。
　春分秋分の日についても指摘がある通り、昼間の時間が長くなります。その差は２分とかではなくもっと大きいですよね。

この回答へのお礼

ありがとうございます。大気差と太陽の直径分が影響しているのですね。

お礼日時：2019/12/24 04:56

No.9 回答者： fba 回答日時： 2019/12/23 23:57

…さらに整理。

#8>
>春分秋分の日は、９０度－緯度で計算できますが、夏至冬至になるとそれより緩い角度で沈んでいきます。

　地平線に対する角度は同じです。見た目の移動角は変わりますが、地軸の回転角が変わる訳ではないのでこれは季節変動に寄与しません。

#7>
>太陽の視直径は約0.5°ですから、時間にすると
>　24 h * 60 m * 0.5/360 = 2 min

　これだと日の出か日の入りのどちらかだけしか反映していません。両者を合わせると4分。#8で出てきた大気差を考慮して計10分。この分季節に関係なく昼が長い。

　後は視点の高度が大きく関与します。富士山頂の冬至（2019）の日の出が6:38、日の入りが16:49。名古屋より昼が20分ほど長いですね。名古屋の観測点の標高（海抜高度）＋視点の高さを考慮すれば出てくるかと。

　ところで、例えば富士山頂の日の出6:38と言っても6:38の0秒なのか59秒なのかで1分近く違うので、名古屋の冬至の昼の長さ9時間47分にしても最大±2分近い誤差が含まれていることを考慮しなくてはなりません。大気差の変動も考えられるので秒単位で詰められるかどうかは疑問が残りますが。

　念のため申しますが、地球の自転周期（360度回転する時間）は23時間56分4秒。1日の長さは太陽が同じところまで戻ってくる時間なので24時間（この場合の太陽は平均太陽というアナレンマなどをひっくるめたもの）。この間地球は太陽の周りを平均1度弱回っているので、地球の回転角で言えば約361度（時間4分差＝角度1度でつじつまが合いますね）。

　大気が無くて海抜0mの地面あるいは海面に視点があれば、太陽の大きさ分だけ昼が長いというシンプルなお話になります。

この回答へのお礼

ありがとうございます。太陽の直径分の差が大きく影響しているということでしょうか。

お礼日時：2019/12/24 05:01

No.10 ベストアンサー 回答者： yos1912 回答日時： 2019/12/24 10:03

No.8です　No.9様の間違いなど指摘させてください

まず私への指摘です
＞　地平線に対する角度は同じです。見た目の移動角は変わりますが、地軸の回転角が変わる訳ではないのでこれは季節変動に寄与しません。

たとえば、北緯６６．６度の地点を考えてみてください。ここでは春分秋分の日の太陽は地平線に対して２３．４度の角度で沈みます。これに対して、夏至の日は北の地平線を水平に右に進んで行きます。この事実からすると、季節によって太陽が沈む角度関わるというのは明らかです。
　単純に真太陽の中心が地平線上にきてから、上端が地平線にくるまでの時間を北緯３５度の地点で比べてみると、春分では１．２２分に対して夏至では１．４０分になります。

No.7様への指摘です。
＞これだと日の出か日の入りのどちらかだけしか反映していません。両者を合わせると4分

０．５度は太陽の視直径です。太陽が地平線から上端が地平線にくるまでは、視半径分の０．２５度しか移動しません。これに日の出分を加えると、太陽の移動量は視半径の２倍の視直径分になります。従って、No.７様の指摘が正しいことになります。

No.9様の新しい提案です。
＞視点の高度が大きく関与します

計算結果の確認に使った国立天文台暦計算室のページを確認ください。名古屋の緯度経度の次に標高が０ｍと書かれています(各月を見ると表示されます)。従って、１９分差の中には観測点の標高による影響は入っていないことになります。

＞念のため 以下の文章

単に自転周期と１日の長さの違いの説明とも読み取れます。それなら、全くの蛇足ということになります。自転周期がいくらかとか均時差がどうなっているとかはこの問題を考える上では関係のないことなので指摘するつもりはありませんでした。書くと混乱するだけなので。単純に２４時間で一周する太陽の動き(日周運動)だけで時間差分を説明すればいいだけの話です。そういう指摘と解釈させていただきます。

－－－その後わかった事です－－－
１．大気差の見積もりの計算方法に誤りがありました。太陽の上端が地平線上に見える時の真太陽の上端高度から中心の高度を求めないといけません。計算結果はほとんど変わりませんからこのままの値で使わせてもらいます。

２．これが一番大事です。昼の時間が１２時間から１０分長くなったとします。１２時間１０分間ですね。夜は１１時間５０分です。従って夜と昼の長さの差は２０分間ということになります。
　時間差を求めるときに何を基準にするのかを間違えていたようです。前回の求めた１０分という時間差は、普通に太陽が沈んだとした時の時間からの差です。その分だけ昼間は長くなっていますし、夜は短くなっています。従って昼と夜の時間差は２倍の２０分、誤差があるとして１９分という結果が得られます。