「太陽は毎日、真東の空を通過する」ってわかりやすく教えてください。

Question

私たちは太陽がのぼる位置について教わってきました。
春分秋分は真東から昇る
夏至は東北側から昇る
当時は東南側から昇る
漠然とそう思っていたのですが、
星座版を見ていてふと思いました。
それは、日の出基準で見るからではないか
たとえば、 朝6時基準で観察すると真東にあるのではないか？
そう、たとえば8月下旬の今頃で言うと
真西より北側に落日する。日没は7時頃だ。
がしかし、夕方6時頃の時点では
太陽はほぼま西の地平線の上空にあるではないか！？？？

よくわかったようでなんともよく分からない頭の悪い私に教えてください
太陽がのぼる位置、通過する方位について
①「春分秋分は真東から昇る
夏至は東北側から昇る」という見えかけの位置に対して
②「太陽は朝6時には真東
夕方6時には真西にある」
③「太陽は毎日真東の空を通過する」
という、見解の同意と間違いについて

よろしくお願いいたします

にぃにょ · Accepted Answer

ギザのピラミッドの東に君臨するスフィンクスは東の空を見つめて１００００年といいます。彼は春分秋分の日昇はもちろん、天空の太陽も地下の太陽もよく知っています。
ここはスフィンクスになったつもりで東の空を見つめてみましょう。

私も他の回答者の皆さんと同じ感覚ではあるのですが
同じような疑問を長く抱いてきたので
確認をしてみました
現在はタブレットのアプリなどにSKYウォークなど
天体シミュレーションの優れたソフトもありますので
それを基に確認を進めてみましょう
さらっと見ましたが
 ギー太さんの質問はなかなか鋭いと思われます。

SKYWALKで確認してみますと
確かに、日本の位置でもギリギリかな？
東の空の下に太陽を見ることができる時間帯があります。
ただし、それらの時間は６時ではなく、かなりバラバラです

そこで、こうしましょう
北緯３５度線上で立脚点を水平面、地球の中心を鉛直線として地球をスイカ切りしてみたとしましょう。多分回答者の数人は、北極点基準で北緯３５度線で地球を輪切りする視点からのイマジネーションではないでしょうか。私達は重力によって地球の中心に対して直立しているので、東の空の下は北緯３５度線ではないのです。

(　さらに単純化のためにはギザ北緯の３０度としましょう。
それこそ、スフィンクスの視座です。
３０度ならば、きりもよく、単純明瞭になりますね。(^^♪　)

さて、スカイウォークで見た結果を報告します
本日8月23日の日の出は5時16分ですが
6時50分に真東に太陽が位置します。
以下、アプリ上の目視ですので概略になりますが次の通りです
◆2020年今年のこれからの動向です
9月23日6時　　　（秋分）
10月21日4時34分
11月22日3時23分
12月23日3時20分　(冬至）
◆2021年を見てみましょう
1月21日4時6分
2月21日4時57分
3月21日6時　　　　(春分）
4月21日6時55分
5月21日8時11分
6月21日8時15分　　(夏至）
7月21日7時56分
8月23日・・・

目視の大体の時刻ですが
是非ご自分で調べられますので、ご確認ください。
そして、日の出と真東の空、地下に太陽が存在する実態を体得して解明してください。また、冬至の日に真東の地下に太陽が確認できる最北端はどこなのか。私なりに推測も致しましたが、あなたの熟慮してその意見もお聞かせください。

地球は、公転しながら自転をしているので、宇宙方位をつかみにくいのですが、
こんな疑問を持つことができたあなたなら、
天の川銀河面を基軸に宇宙を瞑想されると、
素晴らしいインスピレーションが舞い降りてくるでしょう。

私もまだ直感的によく把握しかねていますが
逆によい勉強になりました。
またいつか宇宙談義をしましょう
ご健闘を祈ります

angkor_h · Answer

No.6です。

> いつ頃からそんなイマジネーションをもって宇宙を眺めていらっしゃるのか
東日本大震災以降に自然エネルギーが注目されて以降、日射強度把握のために、
太陽の日周運動の計算に手を出し始めてからです。イメージではありません。

> 実は私はこのお正月にはアンコールワットに行ってきたのですが
「angkor」はそのカンボジアの遺跡名です(^^)/
プンンペン市内には遺跡名を冠した施設がいくつかあり、その一つでもあります。
ここだけにしておいてくださいね。

angkor_h · Answer

No.3です。

> 冬至の頃にも真東の地平線の下を太陽が通過するように見えるのでしょうか。
地球から見れば、太陽は地球を一周するので、東→南→西→北を通ります。
日本の夏の太陽南中高度は高いですが、
もしこれが天頂を超えたら北に有るのだ、と言う事をご理解ください。
お昼の太陽方位は真南ですが、真夜中の方位は真北(但し地平線下)なのです。
この途中である真東や真西も、太陽は通過するのです。
季節により、この通過時間が昼時間か夜時間か、と変わるだけです。

yos1912 · Answer

今年の冬至(１２月２１日)の太陽の動きです。前回書き忘れていましたが、天球を東の方外側から見た図です。太陽の位置を０時から２３時まで記入しています。７時までと１８時以後は地平線下にあります(日没中)。見えないのですが、示された場所にあるはずです。
　真東(真西)の方角は一般的には、地平線上真東(真西)の位置(ここを東点といいます)からまっすぐ上下に引いた線上をいいます。地平線下も見えませんが、まっすぐ下ろしていって地面がなければどうなるかで考えてください。図では真東・真西の方角は上下の線で示されています。午前３時半頃に太陽がこの線を通過しているのがわかります。
　西の空の方が、見かけのようすに近いので、夕方で考えた方がわかりやすいかも知れません。
　質問関連の補足になります。この時でも午前６時(均時差の影響があるので５時５８分)の太陽の位置からまっすぐ天の北極に向かって線を引くと東点を通ります。

yos1912 · Answer

質問に対する回答です。
｢春分秋分は真東から昇る｣について
　中学校レベルではこれでじゅうぶんです。厳密には、日の出日の入りの定義(すでに回答にある)の関係や大気差の影響、分点通過時刻の差の影響でずれます。
　厳密に知りたいのなら国立天文台のサイトで計算してくれるところがありますから、そこで確かめてください。
　国立天文台暦計算室：http://eco.mtk.nao.ac.jp/cgi-bin/koyomi/koyomix.cgi
　今年の春分日は３月２０日、秋分日は９月２２日です。日付を入力し、地点を選んで、日の出・南中時刻のGoボタンで計算してくれます。方位で９０度真東、２７０度で真西になります。

｢太陽は朝6時には真東｣について
　太陽や恒星の１日の動き(日周運動)を考えるときには、天球というものを想定してそれの回転で考えると簡単になります。添付図は、今日の明石(西脇市)での太陽の動きをそれなりのソフトで書かせたものです。５時半から３０分ごとに１８時半までの位置を示しています。
　太陽は天球に固定されていて(実際にはわずかに動いている)、天球が回転することによって回転していくと考えます。回転の軸は天の北極(北極星)のある所です。
　真東(地平線上東の点からまっすぐ上に延ばした線上)に太陽があるのは下から４つ目の少し先ですから、７時３０分杉になります。
　６時１８時の太陽の位置は下から２つ目です。真東・真西にないことがわかります。この時の太陽の位置は、地平線上の真東から天の北極に向かって引いた線上(引かれている線がちょっとずれています。ごめんなさい)になります。これも均時差という現象のために最大１９分ずれます。
　わかっていると思いますが、念のために。標準子午線よりも東や西にずれていることでも時刻はずれます。たとえば東京と同じ経度(三宅島あたり)では日の出日の入り時刻は約１９分早くなります。

｢太陽は毎日真東の空を通過｣について
　下も含めて良いかどうかについての問題があります。この点については他の方のおっしゃるとおりです。
　もう一つ想定外の問題があります。たとえば、今日でいうと北緯５度地点ではどうなるかということです。同じように書かせた図(時刻は６時から１８時)を右下に小さくつけています。東－天頂－西を結ぶ線上を通るでしょうか。

angkor_h · Answer

前知識として、…
地球の自転軸は、公転面に対して23.4度傾いています。
地球儀の傾きがそれです。
そのために、地球から見た太陽が天頂となる位置は、年間を通して、
北緯23.4度(北回帰線)と南緯23.4度(南回帰線)を往復し、
その赤道通過時を、春分と秋分と言います。
この春分(秋分)時は、地球を横から見て北極から南極を結ぶ線で昼夜が二分されます。
この線上から見れば、どこから見ても日の出は真東(日の入りは真西)になります。
この線は必ず赤道を通るので、
赤道上では年間を通して、日の出は真東(日の入りは真西)になりますョ。

さて、ご質問の件ですが、
①　その通りです。
②　違います。
明石(日本標準時地点)では、夏至の日の出は5時、真東通過は8時45分です。
③　見方によります。
昼時間中(太陽が出ている間)と言う事であれば、
春分～夏至～秋分は真東を通過しますが、
秋分～冬至～春分は真東になることはありません。
日の出は南寄りから始まり、日の入りは南寄りで終わります。
昼夜24時間を考えれば、
秋分～冬至～春分に真東に位置するのは夜時間(日が出ていない時)です。

yhr2 · Answer

まずは、地球が太陽の周りを回る「公転面」と、地球の自転軸が一定角度をもって傾いていることはよいですよね？

従って、地球基準で見て、太陽の軌道は夏には北寄り（天頂寄り）、冬には南寄り（天頂から離れる）になることもよろしいですよね？

あとは「朝6時、夕方6時の太陽の位置」ですが、それは「地平線を4等分する点」でないことは分かりますね？
それは「地球の周りを一周する太陽の軌跡を4等分した点」になります。「地球の周りを一周する太陽の軌跡」が地平線面に対して角度を持っている以上、それは「地平線を4等分する点」を鉛直に上下した点でないことは分かりますね？　
それは太陽の軌跡の「中心軸」に平行に上下します。従って、夏には地平線上の「真東」よりも斜め北方向に上った点、冬には地平線上の「真東」よりも斜め南方向に下った点（地平線の下）になります。
（上記は「アナレンマ」といわれる太陽位置の季節変動は無視して、昼の12時に太陽が南中するという単純モデルでの表現ですので念のため。また、日の出・日の入は正確な定義どおりではなく、太陽中心が地平線にかかるときを「日の出」「日の入」と呼びます。）

従って、ご質問の3点については、

①→○
春分・秋分には、朝6時に日の出、夕方6時に日の入となり、そのときには「地平線の4分割点」と「太陽軌道の4分割点」は一致する。
従って、日の出は真東、日の入は真西になる。

②→×
春分・秋分には「地平線の4分割点」と「太陽軌道の4分割点」が一致するが、それ以外では「太陽軌道の4分割点」は「地平線の4分割点」の真上・真下（それが真東、真西ということ）にはない。

③→○（ただし冬には「地平線の下の空」という解釈で。もし本当の「地平線の上の空」であれば、春分～夏～秋分で〇、秋分～冬～春分で×）
毎日必ず真東、真西（つまり「地平線の4分割点」の真上・真下）を通る。ただし、その時刻は毎日変動する。春分・秋分には、朝6時、夕方6時になり、日の出では夏には朝6時より遅く、冬には朝6時より早い。

むらさめ · Answer

①のみ正解です。

②星座早見盤で黄道が示されているので、それをよく見て確かめてください。
太陽は　秋分→冬至→春分の間、天の赤道よりも南側に存在しています、黄道の存在位置　の関係をよく観てください。
天球上で真東(＝真西)よりも南側にあるので真東に見えないです

③も同様の事が言えます。真東の空から日の出をするのは春分と秋分の日だけです。
天頂に対して真東の方向の空を通過するということでしたら、春分→夏至→秋分　の期間、毎日通過する事は言えます。

厳密な時間は面倒なので計算しませんが、

>8月下旬の今頃で言うと、真西より北側に落日する。日没は7時頃だ。
>がしかし、夕方6時頃の時点では、太陽はほぼま西の地平線の上空にある
というのは、回答の③で書いたとおり、春分→夏至→秋分　の期間限定で　合っています。

「太陽は毎日、真東の空を通過する」ってわかりやすく教えてください。

ギザのピラミッドの東に君臨するスフィンクスは東の空を見つめて１００００年といいます。

No.6です。

No.3です。

今年の冬至(１２月２１日)の太陽の動きです。

質問に対する回答です。

前知識として、…

まずは、地球が太陽の周りを回る「公転面」と、地球の自転軸が一定角度をもって傾いていることはよいですよね？

①のみ正解です。

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