A 回答 (4件)
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No.4
- 回答日時:
基本的には冬至の日の昼間の長さが一番短く、そこから日が前後するのにつれて昼間の長さが長くなるのは理解できていますね。
ここで日の出時刻の変化が少ないのなら、昼間の長さの変化は日の入り時刻の変化に集中して反映されます。ということなんですが……。ここで、どうして日の出時刻の変化が少ないのかが問題となってきます。機械式の時計が発明されてから、1日の長さは均等ではなく、季節によって変化していることがわかってきました。真冬は1日が長い傾向にあります。これだと、太陽が南中したり出てきたり沈んだりする時刻がだんだん遅くなっていきます。
ところで、1月は冬至を過ぎていますから日の入り時刻はだんだん早くなっていくはずです。これに先ほどの遅くなる影響で遅くなることを加味すると、日の入りが早くなる割合は小さくなっていきます。逆に日の出時刻は、だんだん遅くなるところに太陽の1日の長さの変化によってが遅くなる影響も加わって、ますます遅くなっていきます。この違いが10分と30分の違いになっています。
ここで次の疑問がでてくると思います。太陽の1日の長さはどうして一定ではないのかということです。この理由の説明は、一般的には「地球(の公転軌道です)が楕円であることや、地軸に傾きがあって公転している」という説明で済まされています。高校生レベルでは難易度マックスの問題です。一応説明します。
まず基礎事項ですが、太陽の日周運動は恒星より1日で4分だけ長いのはしっていますよね。そのために、季節によって見える星座が変わってきます。1日で4分とすると1ヶ月で2時間になります。これは地球が太陽のまわりを1年かかって1周しているからです。地球がら見れば、太陽は星座の中を1年かかって1周します。
もし地球が速く回ればどうなるでしょう。半年でまわるとすれば太陽の1日は恒星より8分長くなることになります。つまり地球が何かの理由で速く回れば、あるいは地球から見た太陽の動きがふつうより速くなれば1日の長さが速くなっていくことになります。
ここで出てくるのがごまかしている内容になります。公転軌道が楕円形だと太陽に近づくと太陽の見かけの速さが速くなります。更に惑星の運動の法則として太陽に近いほど速く動くというものもあります。両者の影響が加わって太陽にもっとも近づく1月4日頃にこの影響が大きく現れます。
地軸が傾いている影響はどうでしょう。12月22日頃は冬至です。太陽が一番南にずれている(わかりますか)時期です。そのままだと/111説明しづらいところもありますから地球で考えてみます。赤道上で経度1度分東に移動したとします。約111kmです。出発点と到着点での時刻の差は4分になります(15度で1時間だから)。南緯23.4度で緯線に沿って同じ距離だけ移動するとどうなりますか。ここでは経線の間隔が狭くなっています。だいたい102kmです。111kmでは1度分以上移動してしまいます。計算すると約1.09度分になります。経度の差は時刻の差になります。これは4分20秒くらいになります。つまり南に行ったことで4分ぶん移動したつもりが4分20秒ぶん移動していることになります。冬至の頃の太陽もこれと同じで、ふつう(平均)より約1割ほど速く動いていることになります。
速く動くと1日が長くなります。楕円軌道である事、地軸か傾いていること両方とも1日を長くする方向に働いています。そのために太陽の時刻(時計)はだんだん遅れていきます。
No.3
- 回答日時:
No.1 です。
あらら、ちょっと書き間違いがありましたね。(誤)
・日の入時刻は12月初めが最も遅い
・日の出時刻は1月初めが最も遅い
という事実を知らないといけません。
↓
(正)
・日の入時刻は12月初めが最も早い ←ここを間違えた
・日の出時刻は1月初めが最も遅い
という事実を知らないといけません。
そこから下の説明は正しいです。
No.1
- 回答日時:
もう一つの質問の方に「アナレンマ」という現象を回答しておきました。
ご質問の
「冬至後の1月は日の出時刻が1か月で10分程度しか早まらないのに
日の入りは30分程度遅くなります。」
という文章の意味・意図がよく分かりませんが、まずは
・日の入時刻は12月初めが最も遅い
・日の出時刻は1月初めが最も遅い
という事実を知らないといけません。
生活感覚でも分かることですが、例えば東京であれば、この冬は
・日の入時刻が最も早いのは12月7日ごろ(16:28)
・日の出時刻が最も遅いのは1月7日ごろ(6:51)
でした。
(お望みの地点での日の出日の入り時刻は、国立天文台の暦サイトなどから確認できます)
↓
https://eco.mtk.nao.ac.jp/koyomi/dni/
その理由が、もう一つのご質問に回答した「アナレンマ」と呼ばれる現象です。
その事実の上で、お示しの文章は
・日の入時刻は12月初めが最も早いので、1月の1ヶ月は日の入が最も早い時期からだんだん日の入時刻が遅くなっていく約1~2カ月の期間であり、時刻の変化が大きい。
・日の出時刻は1月初めが最も遅いので、1月の1ヶ月は日の出が最も遅い時期をはさむ前後なので、時刻の変化が小さい。
ということを説明しているのだと思います。
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