太陽の角度の計算のしかたを誰か教えて下さい
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A 回答 (3件)

教えて!Goo(またはOKWeb)は初めてのようですので,少々アドバイスを。


「太陽の角度の計算のしかた」だけでは,ちょっと漠然としすぎていて,的確な解答ができません。
困り度3ということなら,なおさら,もっと詳しい説明が欲しいところですね。

(1)まず,太陽の角度というのは,どこの角度でしょうか。
例えば,太陽の見かけの大きさ(視直径)は角度で表します。約0.5°になります。
また,太陽の見える方向も角度で表します。この場合,「方位角」と「高度」という,2つの角度の組合せになります。
方位角とは,たとえば「南東の方向」という代わりに,北方向を0°として右回りに測って「135°」と表すものです。(真南を0°とすることもある)
高度は,地平線のところが0°,頭のてっぺん(天頂)が90°です。
このように一言で角度といってもいろいろあります。たぶん見える方向かなとは思いますが…。

(2)かりに,見える方向だとしても,いつの太陽でしょうか。
太陽の位置は時々刻々変わりますが,太陽が真南に来た(南中した)ときの位置でしょうか。それとも,南中時に限らずいろいろな時の太陽でしょうか。

(3)計算というのは,いくつかの数字を式にあてはめて計算するわけですが,そのときに使う数字は何でしょうか。
太陽の位置を計算する式はたくさんあります。
太陽の赤経と赤緯(どちらも,星座に対する位置を示すと思ってください。しかるべき本に,毎日の値が載っています)から求めるもの。
黄経と黄緯(これは赤経と赤緯の親戚のようなもの)から求めるもの。
何年何月何日の何時何分という,日時から求めるもの。
いずれにしても,観測地点の緯度(場合によっては経度も)の値は必要になります。
それとも,回答No.1のように,実際に観測して求めてもよいのでしょうか。

(4)もし,自分で計算するとしたら,どの程度の数学的な知識があるか。
南中時の高度を求めるだけなら,小学校の算数で十分です(中1の理科で学びます。小学生でも塾などでは習うかもしれない)。
それ以外のときでも通用する公式がほしいとなると,三角関数を知っていることは最低条件です。No.1の回答では,逆三角関数が使われていますね。
ある程度図解で求めてもよいのなら,三角関数を知らなくてもできます。そのかわり,ここの回答欄で説明するのは難しくなります(図が描けないから)。

(5)要は値が求まればよいのであって,自分で式に入れて計算しなくてもいい,ということはないでしょうか。
それでしたら,太陽や月,惑星などの位置を計算する「天文電卓」のようなフリーソフトが何種類も出ています。

以上,どういう回答を求めていらっしゃるのか,補足をお願いします。(全部,とか言われるとちょっと大変ですが…)
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hiromuyさんの答えが、大変に、合理的でよいと思います。


とても参考になりました。
それに比べると、蛇足とは思いますが、太陽が実際に出ていない場合(曇りの日・夜など)、現在の太陽の高さを割り出す方法として、緯度から逆算していく方法もあると考えます。
たとえば、緯度が北緯36度の地点では、春分、秋分の日の南中時刻では、太陽の高さは36度になります。地軸が約23・5度傾いているので、たとえば、夏至では、北緯36度の太陽の高さは、約59・5度ほどになります。それによって、春分、秋分の日を基準として、日割でおよその南中高度を推定することができます。
そして、次に時刻で移動角度を推定する(1時間で、15度西に円運動します)、円運動なので、実際に紙上にコンパスなどで書くと、分かりやすいかもしれません。
なお、日本標準時刻は、兵庫県明石市(東経135度)を基準としていますので、たとえば、東京付近(東経140度)では約20分ほどの時差(早く南中をむかえる)が生じます。
ですから、やっぱり太陽が出ていないと、厳密な計算はむずかしいですね。失礼しました。
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棒を水平な面に鉛直に立てて、棒の高さとその影の長さから割り出せます。


θ=tan(-1乗)(棒の長さ/影の長さ)
という計算になります。
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Qgroovy は今でも使用されていますか

groovy という単語は、(レコードの)「溝」から来たそうですね。Simon & Garfunkel の歌にも Feeling Groovy という副題の歌がありました。また、名詞groove も、What a groove! などと使えるようですが、この groovy という単語、今でも英語圏で頻用されているのでしょうか。
私は93年にオクラホマの高校で教育実習生としていましたが、現地の高校生は Cool としか言わなかったように思うのですが、最近の事情をご存じの方、お教え下さい。

また、このように、使用頻度を確認できるコーパスのようなサイトがありましたらご紹介下さい。

Aベストアンサー

Gです。

もし子供に'Dad, you lived in a groovy era"と言われたら、groovyは時代に生きたではなく、恐竜の時代に生きていたんだよ!古い、古い!、と言われているんですね。

ですから、あの時代(35年前)を笑うコメディーで使われたりはしますが、日本語の最近死語と言われるようになった単語と同じレベルだと思ってください。

意味が分かる程度では、使われるとはいえないと思いますよ。 ま、意味がわからない20代の人入るかもしれませんね。知ってても、「吾が輩は」を知っているけど、使わない、と同じですね。

なお、私も、Groovyと言われていた時には生きていましたよ。 <g>

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参考になるかわかりませんがYouTubeの星の大きさを比較した動画です。

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>全てとは言わないです
人間は、まだ銀河の中でもほんの一部の星しか知り得ていないです。
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Qイオン式と組成式と分子式の違いについて質問です。 化学式とは〜式の総称だというのはわかるのですが、

イオン式と組成式と分子式の違いについて質問です。
化学式とは〜式の総称だというのはわかるのですが、
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それとも同じものでもそれぞれの式で表せるのでしょうか?
後者が当てはまる場合はそれぞれの式で表した場合の違いを具体的なもので教えて頂けると助かります。

Aベストアンサー

イオン式 イオンを表すときに用いる式 H+ (SO4)2- 等。

組成式 物質の元素構成について重点を置いて表す式、FeC3(セメンタイト、鉄と炭素の合金、分子として存在はしていない)、P2O5(五酸化二リン、実際の化合物の分子はP4O10)。

分子式 分子の元素構成を表す式、P2O5(五酸化二リン)の実際の化合物の本当の分子式はP4O10で十酸化四リン。

化学式の中でも、イオン式はイオンの電荷の状態を表す必要があるため組成式や分子式とは異なるが、
複雑な構造の分子のイオン状態を表そうとした場合、イオン式か分子式か組成式かの呼び方が曖昧になってきます。

組成式と分子式の違いも不明瞭ことがありますね、
セメンタイト等の金属材料の析出物は、ある結晶構造を持つが”分子”という形態を取らないため組成式でしか表せないことが多いです。

また、上記で例に出した五酸化二リンは、分子的には十酸化四リンが正しいが、慣用的に五酸化二リンと用いられることが多いです。
他に、分子の構造を表すことに重きを置いた構造式(数種有り)や、
実験式(構造や組成を確かめる途中の元素構成をアバウトに表した式)等がありこれは組成式に近い表し方をします。

何を表すかによって、式を使い分けている部分がある。
明確な区分が存在していない部分もある。
慣用的に昔からだから…という部分もある。
化学の分野によって、特に、構造式、分子式、組成式と断らなくても通じてしまう部分がある。

中高の教科書で教わるような基本的なことなのですが、曖昧に使い分けていることが時々ありますね。

イオン式 イオンを表すときに用いる式 H+ (SO4)2- 等。

組成式 物質の元素構成について重点を置いて表す式、FeC3(セメンタイト、鉄と炭素の合金、分子として存在はしていない)、P2O5(五酸化二リン、実際の化合物の分子はP4O10)。

分子式 分子の元素構成を表す式、P2O5(五酸化二リン)の実際の化合物の本当の分子式はP4O10で十酸化四リン。

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Q【太陽フレアの電磁波から家電製品を守る方法を教えてください】 コンセントを抜くのはなしでお願いしま

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コンセント抜いたらさすがに壊れませんよね

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Qイオン反応式・組成式の表記の仕方の違いについて

私は今高1で化学Iを勉強しています。

そのなかの組成式で持った疑問についてです。


化学反応式やイオン反応式や電離式では

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いますよね?

ですが組成式ではその式のもっとも簡単な整数比を表している所は元素記号の右下ですよね?


なぜ簡単な整数比を表しかたがそれぞれ違うのですか?

これはただの決まりなのでしょうか?
 

Aベストアンサー

イオン反応式や電離式は化学反応式の一種。
化学反応式というのは、
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組成式は化学式の一種。
カテゴリの違うものを比較しようとしても意味はないですね。

Q太陽の方位角度

海岸線に立って陽が沈むのを見ますが冬至と夏至では沈む瞬間の方角が違いますよね
どのくらいの差(角度)になるのでしょうか?

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住んでいる場所により異なりますので、こちらで調べてください。
http://www.nao.ac.jp/koyomi/koyomix/koyomix.html

・計算日時を設定
・計算地点を設定
・日の出・入り・南中時 の GO をクリック

春分、秋分の日はこちらを参照
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Q示性式について

組成式がCH2O
分子式がC2H4O2
となった物質がありました。
その物質はカルボキシル基を持っていたそうなので、
-COOOを組成式と分子式に足した結果、
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分子式の方が-C2H4O2COOO
という示性式が出来上がったのですが答えは
CH3COOO
となっていました。

示性式とはどの式にカルボキシル基を足すものなのでしょうか?
それとなぜ組成式と分子式に足す場合に元のOが消えている気がするのですがなぜでしょう?
組成式、分子式、示性式CとHとOはどの順番に並べてもいいものなのでしょうか?

ご回答の方よろしくお願いします。

Aベストアンサー

まず、カルボキシル基は-COOHです。-COOOではありません。
そして、組成式というのは原子の個数の比率しか表しておらず、実際の構造を考える直接のヒントにはなりません。
分子式がC2H4O2ということですので、この物質は炭素原子2個、水素原子4個、酸素原子2個でできています。
「○○基を持つ」とは、分子を構成する原子がどのように結合していたかのことです(これは日本語力の問題)。
C2H4O2にさらに-COOHがつくのではなく、C2H4O2のうち一部の原子のつながりが特定できたと言うことです。
よって、C1個とH3個は未確定ですが、-COOHだけは確定です。
このあと-COOHの左につながる原子を考えるのですが、
HをつなげてしまうとH-COOHで完結してしまい、分子式C2H4O2になりませんからこれは違います。
ということでCをつなげます。C-COOHとなり、Cの残った結合の手にさらに3つ水素が結合できますから
CH3COOH、分子式にしてC2H4O2となって題意を満たします。

高校化学の構造解析は所詮パズルです。楽しみましょう。

組成式、分子式はC,H,Oの順に書くのが慣例で、
示性式は特定の官能基を目立たせて書く物ですから、その官能基がわかるように書かねばなりません。
官能基がわかれば性質がわかる、だから示性式と言います。

まず、カルボキシル基は-COOHです。-COOOではありません。
そして、組成式というのは原子の個数の比率しか表しておらず、実際の構造を考える直接のヒントにはなりません。
分子式がC2H4O2ということですので、この物質は炭素原子2個、水素原子4個、酸素原子2個でできています。
「○○基を持つ」とは、分子を構成する原子がどのように結合していたかのことです(これは日本語力の問題)。
C2H4O2にさらに-COOHがつくのではなく、C2H4O2のうち一部の原子のつながりが特定できたと言うことです。
よって、C1個とH3個は未...続きを読む

Q太陽黄経を正確に計算したい

二十四節気の時刻を計算してみましたが、理科年表のようには計算できませんでした。気持ちがどうもスッキリしません。
私の計算方法を下記にまとめました。原因が分かる方、どうか教えて下さい。

JPL天文暦CD-ROM(DE200/405/406)版を”C”で読む
  http://www.kotenmon.com/cal/JPL-CD.htm
で公開されていた「直交座標計算ソース"test1.zip" 」を使って今年の春分を計算してみましたがうまくいきません。

理科年表で春分は 2009/3/20 20:44 となっていて、ユリウス日は2454910.988888888 と計算しました。
その値で、先のtest1.exe を使って、太陽と地球の座標を計算しました。

【太陽の座標計算】
 入力値を
  Julian date = 2454910.988888888
  Target nr. = 11
  Centre nr. = 12
  Units (Km & Km/s)=1 else AU & AU/Day?2
  Barycentre (Solar-sys. Barycentre)=1 else Sun?1
 として
  X [AU]= -0.0025423129061832891
  Y [AU]= +0.0039186867578048712
  Z [AU]= +0.0016761100992659754
 を得ました。

【地球の座標計算】
  Target nr. = 11
 として(他の値は太陽と同じ)
  X [AU]= -0.99850625589861797
  Y [AU]= +0.0059487115778656067
  Z [AU]= +0.0025604933086195618
 を得ました。

【黄道直行座標への変換】
 黄道傾斜 θ=23°26'21.7'' = 23.43936111 として
  X = Xs
  Y = Cosθ * Ys + Sinθ * Zs
  Z = -Sinθ * Ys + Cosθ * Zs
  の式に代入して。

 太陽の黄道直行座標
  Xs = -0.002542312906183
  Ys = 0.004262043089855
  Zs = -0.000020968330396
 地球の黄道直行座標
  Xe = -0.998506255898617
  Ye = 0.006476341890359
  Ze = -0.000017062804465

【黄経の計算】
  arctan( (Ys-Ye) / (Xs - Xe) ) = 179.872616 度

となり、180度に対してかなり違っています。
分単位くらいの精度で計算するとしたら、180±0.00001 くらいの精度が必要になりますが、かなり違います。

何かとんでもない間違いをしているのでしょうか。

DE405を使った別の方法でも結構です。
分かる方がいらっしゃったらご教授願います。

二十四節気の時刻を計算してみましたが、理科年表のようには計算できませんでした。気持ちがどうもスッキリしません。
私の計算方法を下記にまとめました。原因が分かる方、どうか教えて下さい。

JPL天文暦CD-ROM(DE200/405/406)版を”C”で読む
  http://www.kotenmon.com/cal/JPL-CD.htm
で公開されていた「直交座標計算ソース"test1.zip" 」を使って今年の春分を計算してみましたがうまくいきません。

理科年表で春分は 2009/3/20 20:44 となっていて、ユリウス日は2454910.988888888 と計...続きを読む

Aベストアンサー

●太陽・月・惑星位置計算ソースも動かしてみました。
データは別の目的で使用しているDE405用を使用し、ソースを
DE405用に変更

Sun Position on 2009/ 3/20: H= 11.7333 : JD= 2454910.988889

RA(D ) = 359.999591746 Dec(D )= -0.000311669 Distance = 0.995966404
RA(HMS) = 23.595990202 Dec(DMS)= -0.000112201 Distance = 0.995966404

結果は、こちらはまともに計算しているようですが・・
#他の日時では未検証

Q回帰式と近似式について

回帰式と近似式の違いについてどなたか教えてください。
回帰式とは最小二乗法で求めた式(1次式に回帰して?)、近似式とは実測値に基づいてなんらかの方法で算出した式の事でしょうか?数学の知識に乏しいのでよくわかりません。宜しくお願い致します。

Aベストアンサー

No.2です。補足質問にお答えします。

> 予測値と実測値の差は 回帰式<近似式 なのでしょうか?

ちょっと意味不明です。

もう一度整理してみます。
まず回帰式と近似式は別物と考えた方がいいです。
y=f(x)という関数(理論式又は経験式)が有るとします。

関数そのものは判っているが、複雑で取り扱いが面倒なので
実用的に差支えが無い程度に簡略化して使うというのが近似式です。
No.2であげた例がそれにあたります。

次に関数の次数はわかっているが係数が判らない時又は全く何もわからない場合に
実測値又は実験値から元の関数を推定するのが回帰式です。
これは統計的処理というか数学的(算数的)処理で行います。

さらに
理論値・・理論式がわかっている場合
予測値・・普通は経験式がわかっている場合
実測値・・説明の必要は無いでしょう
近似値・・近似式で値を求めた場合、
  又はまるめを行った場合:例えば円周率πを3.14で近似

最後に、無理やり解釈すれば回帰式は理論式又は経験式の代用品という意味では
近似式の仲間に入ると言えなくも無いでしょう。
真ならずとも遠からず・・ですね。

No.2です。補足質問にお答えします。

> 予測値と実測値の差は 回帰式<近似式 なのでしょうか?

ちょっと意味不明です。

もう一度整理してみます。
まず回帰式と近似式は別物と考えた方がいいです。
y=f(x)という関数(理論式又は経験式)が有るとします。

関数そのものは判っているが、複雑で取り扱いが面倒なので
実用的に差支えが無い程度に簡略化して使うというのが近似式です。
No.2であげた例がそれにあたります。

次に関数の次数はわかっているが係数が判らない時又は全く何もわから...続きを読む

Q太陽が最も高い時間の計算方法

昨年の夏にカナダへ旅行へ行ってきました。
そこでのお昼の12時に空を見ると太陽が全然真上にありませんでした。
考えてみると夏時間を採用しているので、そもそも1時間ずれていることと、カナダの州は大きいので州内でも太陽が真上にくる時間は場所によって異なるのだと思います。

そこでどなたか、経度と日付から太陽が真上に来る時間を計算する方法を教えていただけませんか?色々なHPを試してみたのですが、なかなか理屈に合うものが見つかりません。
自分のやり方がおかしいのだと思いますが、ちょっと苦労しています。

ご存知の方、よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

No.2のものです。

西経131度31分ですからカナダの太平洋標準時(-8h)を使っているのだろうと思います。
従って、この地域の標準経度は西経120°。
現在地の経度を時間に直すとー8時46分。
南中時というのは見かけの12時(視正午)ですから、その時の世界標準時は
12h+8h46m = 20h46mです。
この時の均時差(E.T)を天則表からとります。 それを20h46mに加減して、もう一度8h46mを引いて(西経だからマイナス)現地時に換算します。
その値が現地の視正午です。

前にも書いたとおり大まかな時間ならばE.Tの加減を行わず、標準時より約46分遅れて南中するということになります。 つまり12時46分ごろが最高高度です。
 
因みに予想高度は90-(L ± d)になります。 Lは観測地の緯度、 dは太陽の当日の赤緯
該当日、該当時の赤緯は同じく天則表から取ります。

現在春分の日(黄道が地球の赤道との交点に来る日、つまり赤緯0)を過ぎたばかりで赤緯を5°Nとすれば 90度-(52度52分+5度)で32度08分がだいたいの高度です。

ご参考までに高緯度地域では白夜があり、太陽が沈まない地域があります。 その場合太陽は一日2回子午線上を通ることになります。 

No.2のものです。

西経131度31分ですからカナダの太平洋標準時(-8h)を使っているのだろうと思います。
従って、この地域の標準経度は西経120°。
現在地の経度を時間に直すとー8時46分。
南中時というのは見かけの12時(視正午)ですから、その時の世界標準時は
12h+8h46m = 20h46mです。
この時の均時差(E.T)を天則表からとります。 それを20h46mに加減して、もう一度8h46mを引いて(西経だからマイナス)現地時に換算します。
その値が現地の視正午です。

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