日照時間、緯度の計算の仕方について

アメリカで学生をしています。
地学のクラスを取っているのですが、英語力不足のために教授の説明がよく理解できずに困っています。
中間テストの問題で解けなかった問題が4つほどありました。期末テストにもそれの類似問題がでるそうなので、是非その問題の解き方(計算の仕方）を教えて下さい。以下がその問題です。

１．　4月2日に正午の太陽が真上に観察できる場所は　　　緯度何度の場所？

２．　もし12月22日の最大日照時間が21時間だとする　　　と、7月30日の日照時間は何時間？

３．　7月14日にブエノスアイレス（南緯３４．３５／　　　西経５８．２９）で正午の太陽はどのあたり　　　　（方角、角度）で観測されるのか？

４．　フォートユコン（北緯 66.5７）の8月10日の日　　　照時間は？

　　　（北極圏なので８月は白夜で夜が無いから昼間　　　　の時間は２４時間？）

No.1 回答者： ahoo#2 回答日時： 2005/04/02 08:18

http://nature.berkeley.edu/biometlab/espm129/pdf …

No.2 ベストアンサー 回答者： sassakun 回答日時： 2005/04/02 08:34

アメリカ暮らしお疲れさまです。

１.北半球の春分の日は３月21日前後。
　夏至の日は６月22日前後。
　春分の日に太陽が真上に見えるのは北緯０度。
　夏至の日に太陽が真上に見えるのは北緯23.4度。
　１/４年＝約91日で23.4度，北に移ることがわかります。
　１日では　23.4/91＝0.257度　北に移ります。
　３月21日～４月２日までは12日あるので，
　0.257度×12日＝約3.1度　　A.北緯3.1度

２.12月22日は北半球の冬至，南半球の夏至。
　夏至の最大日照時間(昼の長さ？)が21時間であることから夜の長さは３時間。
　半年で21-３＝18時間，変化します。
　１日の平均では，18時間/183日＝約0.1時間　変化します。
　冬至６月22日から７月30日までの38日間で
　昼の長さ？は0.1時間ずつ増えます。
　冬至の昼の長さは３時間と考えられるので，
　３時間＋(0.1時間×38日)＝6.8時間　　A.６時間50分

３.まず角度(高さ)から
　南半球での冬至(６月22日)のブエノスアイレスの正午の太陽の高さは
　90－23.4－34.35＝32.25度
　６月22日から７月14日は22日間。
　１より，１日に0.257度ずつ高くなるので
　32.25＋22×0.257＝約37.9度
　次に方角
　西経60度では正午の太陽は真北に見える。
　(おそらく標準時線は60度にあるのでは？)
　それより1.71度東に位置するので，正午の太陽は西に1.71度ずれる。
　A.太陽高度32.25度，真北より西に約1.7度西

４.北緯66.57の夏至の日
　66.57＋23.4＝89.97＝約90度となり，
　この日の前後だけ太陽が沈まないことがわかります。
　つまり昼の長さは24時間です。
　また冬至には昼の長さが０時間になると考えられます。
　この半年間(約182日間)で，昼の長さは24時間変化することから
　１日では　24/182＝約0.13時間　変化することがわかります。
　６月22日から８月10日は49日間なので
　24－0.13×49＝17.63時間　A.約17時間38分

　ちなみにサン・アースくん(参考URL)
　というソフトで調べると17時間37分になりました。

計算違いや勘違いなどあるかもしれません。他の方の回答も参考にしてください。

参考URL：http://www.saga-ed.jp/workshop/edq01460/a-su/set …