小学校で習う、太陽の動きの所で、
太陽は正午に真南で高度が一番高くなる、とあります。
青森県で観察したところ、正午に高度は一番高くなりましたが
真南ではなく、南西よりでした。
なぜなのでしょうか?

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A 回答 (6件)

できれば,


○測定方法。どんな装置なり道具なりを使って,どうやって測定したのか。
○測定の時間間隔。1分ごとに測定して「12時00分」となったのか,1時間ごとに測定したのか。
○南西よりとは,真南より何度ぐらい西よりだったか。
などもわかると,より具体的なコメントができると思います。
一昔前なら,時計の精度なども問題になったでしょうが,今のクォーツ時計なら,事前にきちんとあわせてあれば(この程度の観察に用いる際は)まず差し支えないでしょう。

で,いずれにせよ,授業で扱うとしたら「測定に伴う誤差」の話を,小学生用にかみ砕いてとりあげるのがいいと思います。
○青森では正午より早く南中(真南に来ることです。念のため)しているはずが,正午になったのはなぜか
○どこであっても高度が最も高いのは南中した時のはずが,南西よりになったのはなぜか
を分けて考える必要があるでしょう。

後者はたぶん,測定誤差とか,方角の決め方とか,装置自体の問題とか(観測時に台をきちんと固定していたか等)といったあたりで落ち着くでしょう。
また,朝夕に比べて正午前後は,(一般的にいうと天体が南中する頃は,)高度の変化がゆるやかなので,どこで一番高くなったかを正確に見極めるのは難しい,ということも考えさせていいかもしれません。(ちょっと小学生には難しいかな)
一方,前者はちょっとやっかいです。
これは,「明石と青森との経度差」に加えて,No.2の回答にあった「均時差」の両者がからんでくるからです。
ただ,小学校ですから,均時差まで取り上げるとなるとかなりやっかい(高校の地学の範囲。大学センター試験に出たこともある)になりますし,単元の内容からちょっと深入りしすぎと思われるので,青森と明石間の“時差”だけでもいいと思います。
わが家は東京ですが,九州にしばらく滞在してから東京に帰ってくると,夕方日が沈むのが早いなあと感じます。(40分ぐらい違う)
そのへんの話にとどめておくほうが無難でしょう。

ただ,聞かれた時のために均時差について知っておくことは無駄ではないでしょうから,少し説明しておきます。
一般に,東経135度(明石市を通る)の線上では正午に太陽が南中すると言われています。しかし,これは1年を平均した時の話です。
実際には,正午より早い時もあれば遅い時もあります。
明石市での太陽の南中時刻が,1年間でどう変化するか,簡単に書いてみると,

1月1日は12時03分→だんだん遅くなる→2月11日ごろ最も遅くて12:14
→だんだん早くなる→4月15日頃12:00→もう少し早くなる→5月14日頃最も早くなって11:57
→今度はまた遅くなる→6月13日頃12:00→もっと遅くなる→7月26日頃最も遅くて12:07
→今度はまた早くなる→9月1日頃12:00→もっと早くなる→11月3日頃最も早くて11:44
→また遅くなる→12月25日頃12:00→最初に戻る

こんな感じです(あまり簡単ではないですね)。
この「明石市の南中時刻の,正午からのずれ」を均時差といい,早い時はプラス,遅い時はマイナスとします。
詳しい値は,『理科年表』(という本が丸善から毎年発行されている)に載っています。

均時差の値は全国(全世界)で共通ですので,上の表(?)は全国で使えます。
たとえば,東経140度の線上の都市(千葉とか秋田あたり)なら,それぞれの時刻を20分(注)早めるだけです。日付は変わりません。
上の表では,最も遅いのが2月初めの12:14ですので,20分引くと11:54となります。つまり,1年中どの時期であっても,正午には太陽は真南を行きすぎて少し南西のほうにある,ということです。
青森県はほとんどのところで東経140度よりさらに東ですので,時刻はさらに早まります。

(注)「20分」の出し方……明石(東経135°)との経度差15°=時間差1時間,経度差1°=時間差4分,の割合で換算できます。

均時差の生じる理由はさらに複雑になりますので,詳しくは省きますが,要点だけ書くと
(1)地軸が23.4度傾いている
(2)地球が太陽の周りを回る軌道が,円ではなくて少し楕円になっている
ためです。

長々とすみませんでした。残りの実習期間も頑張って下さいね。
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測定には誤差がつき物です。


完全に水平なところで、台を動かすことなく観測しましたか?
また、南西よりというのは具体的に何度くらいだったのでしょう?
例えば、数度くらいなら十分誤差として考えられます。
子供に教えるなら、簡単な誤差論を教えてあげるのも良いのではないでしょうか?
実際の自然の観測において、教科書どおりにぴったり答えが出てくることはありえません。そういうことを教えるのも生の教育のような気がするのですが。
僭越ながら。
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 ふたたびすみません。



 地球儀に太陽の代わりの白熱電球の光を当てて、地球儀を回転(自転)させ、朝や正午や夕方や真夜中を理解させた後、経度による光の当たり方の差(すなわち時差)を説明したらどうですか。
 かなり離れた場所での時差が理解できたら、地球は丸いのだから、少しでも離れた場所では(少しかも知れないけれど)、時差が生じることはわかってもらえるのでは。

 で、どうだったんですか。やはり「一番」高くなったのは、真南ではなく西よりの方角だったんですか。

 ではまた。
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>こどもたちにどう授業しようか


>悩んでいるところです。

日本の標準時のことを含めて勉強にするというのではだめなのでしょうか?

テレビで各地の同時刻での空の明るさなどが(朝夕の)違うのが見れるのでそれを使えば以外と容易に説明できそうなのですが。
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この回答へのお礼

お礼遅くなりました。
どうもありがとうございました!!

お礼日時:2001/10/03 18:17

 こんにちは。



 >青森県で観察したところ、正午に高度は一番高くなりましたが

 おそらく、正午には高度は一番高くはならないと思います。asucaさんが書いているように、日本は全国で1つの標準時を使っています。
 日本標準時の基準は東経135度(例の明石の天文台のところです)ですので、それより東にある青森では、普通正午少し前に太陽は南中し、正午の時にはすでに少し西に傾いています。

 ただ、実際の太陽の動きと標準時とは季節によって少しずれます。このずれを「均時差」と言っているのですが、調べたところ、8月末から9月初めにかけてはこの均時差はほとんど0でしたので、標準時の正午に明石で実際の太陽が南中する、すなわち青森では正午にはすでに太陽は少し西に傾いている、と考えて、ほぼ良いでしょう。

 その土地において、太陽だけでなく、一般の天体も、南中(真南に来たとき)の高度が一番高いです。だから南西よりで一番高くなることは普通は考えられません。

>真南ではなく、南西よりでした

 でも、実際の観測結果がそうだとすれば、とりあえずどんなことが考えられるか、ですが、

1.観測の誤差
 高度の測定は結構難しいですが、時刻は時報で簡単に確認できます。本当は正午には少し高度が下がっていたのに測定できなかった。時刻と方向は比較的しっかり測定できたので、一番高いときが正午で、やや南西よりであるとなった。

2.上に足すことの「偏角」
 方向を方位磁石で出した場合、その磁針の北は、日本付近の場合、少し西にずれています。すなわち磁石の南は真南ではなく、少し(5度くらい 場所によってわずかに変化します)東を向きます。磁石の南北を真の南北としてしまった場合、だから、正午の太陽が、いっそう南西よりに観測された。

 以上のことに気を付けて、もう一度観測してみて下さい。それでも同じ結果なら、これはひょっとすると一大発見かも!

 では。
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この回答へのお礼

どうもありがとうございます。
南西に傾くのに高度は高い・・・
実は教育実習でこの観察をしたんです。
こどもたちにどう授業しようか
悩んでいるところです。

お礼日時:2001/09/09 21:20

日本は以外と広い(東西にも)ですが標準時が定められて共通の時間を使っています。

ですからその土地での南中が必ずしも正午に起こるとは限らないんです。

日本の標準時については参考URLを参照してください。

ニュースの映像で同じ時間なのに日本の違う場所で早く日暮れが起こっているとかありますよね。

参考URL:http://www.zdnet.co.jp/netlife/links/07/13.html
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この回答へのお礼

どうもありがとうございます。
やはり標準時と関係あったのですね。
勉強になりました。

お礼日時:2001/09/09 21:22

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番号がついている小惑星 (準惑星を含む) で近日点が最も遠いのは (90377) Sedna の q=76.3468494. 遠日点が最も遠いのは (308933) の Q=1905.62000 です (ただし近日点距離は q=24.1809399) がこの辺まで来ると「どこからの距離を計算するのが妥当か」という問題が出てきます. なお (90377) Sedna より遠日点距離が大きいものとしてはもう 1つ (87269) (q=20.7859817, Q=1316.46600) があります (余談ですが, 番号が Sedna より小さいということは「Sedna より前に軌道が決定された」ということでもあります. しかも「不確実性」0 なのでかなり確実).

小惑星番号がついていないものなら 2002 RN109 (q=2.6896420, Q=1411.58800), 2005 VX3 (q=4.1188826, Q=1711.15800), 2012 DR30 = 2009 FW54 (q=14.5394463, Q=2192.37300) など怪しい軌道をとっているやつらも見つかります.

ざざっと MPC のデータを拾ってみました. 以下単位は AU.

番号がついている小惑星 (準惑星を含む) で近日点が最も遠いのは (90377) Sedna の q=76.3468494. 遠日点が最も遠いのは (308933) の Q=1905.62000 です (ただし近日点距離は q=24.1809399) がこの辺まで来ると「どこからの距離を計算するのが妥当か」という問題が出てきます. なお (90377) Sedna より遠日点距離が大きいものとしてはもう 1つ (87269) (q=20.7859817, Q=1316.46600) があります (余談ですが, 番号が Sedna より小さいということは「Sedna...続きを読む

Qケプラーの第二法則と南中時刻に関する質問です

近日点では地球の公転速度が速くなりますが、
そのとき、δTが大きくなるので南中時刻は
早くなるのではないでしょうか。

つまり、スピードアップるすので、その分距離が進む。
(すなわちδTが大きくなる)
それなら南中するまでの時間が短縮され、
平均太陽時よりも早い時間に南中になると考えるのは
間違ってるのでしょうか。

Aベストアンサー

1日の長さという意味
なら

近日点では地球の公転速度が速くなりますが、
そのとき、δTが大きくなるので南中時刻は
早くなるのではないでしょうか。

間違ってます。逆でしょう。

1日の長さは
恒星日(恒星に対して地球が1回転する時間)
+その間に公転した角度だけ自転する時間
公転の角速度Ω  およそ 2×10^-7 (1/s)  2π/(太陽年)
自転の角速度ω およそ 7.292×10^-5 (1/s) 2π/(恒星日)
とすれば
第1近似では(正確には連立方程式を解く)[数字は参考]
恒星日2π/ω   ≒23h56m4s=23.9344h=86163.8(s)
その間の公転角 2πΩ/ω   1.723×10^-2 (rad)=1/(太陽年)
太陽日との差2πΩ/ω^2    236.32 (s)4min 普通にいう恒星日と太陽日の差
太陽日=恒星日(一定)+2πΩ/ω^2
公転速度が速く(Ωが大きく)なれば太陽日は長くなり
公転速度がおそく(Ωが小さく)なれば太陽日は短くなる
(それだけ公転で地球が動いてしまうのでもっと回らないと(自転しないと)南中しない。

1日の長さという意味
なら

近日点では地球の公転速度が速くなりますが、
そのとき、δTが大きくなるので南中時刻は
早くなるのではないでしょうか。

間違ってます。逆でしょう。

1日の長さは
恒星日(恒星に対して地球が1回転する時間)
+その間に公転した角度だけ自転する時間
公転の角速度Ω  およそ 2×10^-7 (1/s)  2π/(太陽年)
自転の角速度ω およそ 7.292×10^-5 (1/s) 2π/(恒星日)
とすれば
第1近似では(正確には連立方程式を解く)[数字は参考]
恒星日2π/ω   ≒2...続きを読む

Q太陽は正午に南中しますが、なぜ365日くるわないのでしょうか?

太陽は正午に南中しますが、なぜ365日くるわないのでしょうか?
太陽は一年を通して日の出・日の入の時間が刻々と変わります。
なぜ南中時間だけはくるわず、正午なのでしょうか?
この方面に詳しい皆様方からのご回答を、暇な時で構いませんのでお待ちしています。

Aベストアンサー

地球の地軸は、公転面の法線に対して、約23.4度傾いているのは知ってますよね。
つまり、地球は太陽に対して常に約23.4度傾いて地球は自転しています。

日本における夏では北半球側の地軸の中心(北極)が太陽側に向いていて、逆に冬は南半球側(南極側)が太陽に向いていることになります。
なので、北半球側にある地域は、必然的に光が当たる時間が長くなります。
これは地軸の中心に近づけば近づくほど長くなりますよね。北側の地軸の中心は、常に太陽を向いているわけですから。つまり、緯度によって太陽の当たる時間が変わるわけです。
なので、逆に太陽側に南半球が向いている冬は、日のあたっている時間が短くなります。

さて、正午についてですが、日の出、日の入りは地軸の傾きによって光の当たる場所が年間通して異なるため常に変わり続けます。ですが、地軸がどっちを向いていようと、ある1点が(例えば日本)が太陽に真っ直ぐ向き合う時間は常に一定間隔でやってきます。
これは、地球が常に同速度で自転しているから当然なのです。

つまり、地球は常に一定の速度で自転しているから、太陽が真上に来る時間は常に一定間隔でやってきます。だから、南中時間は狂わない。
でも、地軸の傾きによってギリギリ太陽の光が届く場所が変わってしまうので、日の出、日の入りの時間は変わってしまう。

言葉だけだとちょっと難しいかも知れませんが、そう言うことです。
ご参考まで。

地球の地軸は、公転面の法線に対して、約23.4度傾いているのは知ってますよね。
つまり、地球は太陽に対して常に約23.4度傾いて地球は自転しています。

日本における夏では北半球側の地軸の中心(北極)が太陽側に向いていて、逆に冬は南半球側(南極側)が太陽に向いていることになります。
なので、北半球側にある地域は、必然的に光が当たる時間が長くなります。
これは地軸の中心に近づけば近づくほど長くなりますよね。北側の地軸の中心は、常に太陽を向いているわけですから。つまり、緯度によって太陽の当...続きを読む


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