小学生の理科の問題を教えて下さい。

太陽の動きと地球の公転の項で次の問題が載っていました。
「冬至の日の太陽の南中高度が９０°になる地点の緯度を答えなさい。（全文）」
小６の息子の先生は「問題のミスです。」とのこと。
冬至の南中高度＝９０ー緯度ー２３．４に当てはめれば分かるそうです。
息子は「赤道から南回帰線の辺りは？」と言ってるのですが、私にはさっぱりわかりません。どなたか解りやすく教えていただけませんでしょうか。
よろしくお願いいたします。

No.3 ベストアンサー 回答者： raito07 回答日時： 2004/05/25 13:40

南中高度は、お昼頃太陽が南の空の一番高い位置に来る時の、地平線からの見掛け上の高さの角度だと思って下さい

冬は太陽があまり高い位置まで上がりませんよね
逆に夏はかなり高い位置まで上がってきます
なぜ夏と冬では太陽の高さの角度が違うのか
そこがポイントとなります
地球は自転しています
北極点と南極点を結んだ線を、地軸と言います
地球は公転しています
この公転面と地軸とが垂直に交わっていれば四季はないのですが、実際はこの地軸が公転面に対して２３．４度傾いてます
冬は北半球が太陽と反対側を向いています
従って冬至の日の太陽の高さは質問の中の算式になります
ただ
このままだと北回帰線は北緯２３度４０分になるような気がするのですが、実際は２３度２７分です
当然南回帰線も南緯２３度２７分です
これは、地球がまん丸の球体ではなく、赤道が膨らんだ楕円になっているからです
赤道付近は自転による遠心力を強く受けますから、そこの直径の方が膨らむからです
ちなみに、赤道付近は遠心力が強く働きますので、日本で体重計に乗るよりも、体重が少なく表示されます
さて、問題がなぜ違っていたかと言うと、上の問題からして、冬至の日に太陽が真上に来るのは、南回帰線上の南緯２３度２７分です
が、問題の性格上南緯２３度４０分でも良いでしょう
いずれにしても南緯です
南回帰線より北の地域では、太陽は南に見えますが、それより南の地域では、太陽は北に見えてしまいます
従って「南中高度」にはなりませんね
「北中高度」です
日本は北回帰線より北にありますので、太陽は南中高度しかありませんが、オーストラリアのシドニーに住んでいれば、北中高度しかありません
最後に
息子さんが「南回帰線辺りは？」と言ったのは、ある意味正解です
恐ろしく長くなってすみません
自転軸とか回帰線とかを検索すれば、図解入りの詳しいページは幾らでも出てきます

この回答へのお礼

早速のご回答有難うございます。

とても詳しく教えて頂き、大変よく解りました。解ると何だか今まで持っていた違和感まで薄らいできました。

有難うございました。

お礼日時：2004/05/26 01:08

No.2 回答者： laputart 回答日時： 2004/05/25 11:48

●夏至の日に太陽は北回帰線の真上を通り、これは台湾の真ん中あたりです。

（北緯23.4度）。

●春分と秋分の日には赤道の上－シンガポール付近
　　これはシンガポール付近にあたります。

●冬至の日に太陽が一番南に移動して南回帰線の真上まで移動します。（南緯23.4度）でこれはオーストラリア大陸のほぼ中央にあたります。
---------------------------------------
これは地球の自転軸が地球の太陽を公転する面に対して23.4度ずれているからで、回帰線というのもそういった考え方によります。

この地軸のズレの為、地球の多くの地域に春夏秋冬という季節の変化が作り出されるのです。
--------------------------------
従って
「冬至の南中高度= (90-緯度-23.4)はに当てはめれば
というのは正しいのですが、緯度はあくまで北緯の
事です。
例　日本付近　北緯35度の場合　90-35-23.4=31.6度
となり南の地平線にかなり近い場所になり
この値を90度にするためには
緯度は　-23.4 になり　これは南緯23.4度となります。

この回答へのお礼

早速のご回答有難うございます。

天文が大の苦手ですので、あらためて夏至、春分・秋分、冬至と書いていただいてそういう意味だったと理解できました。息子にも地名を地図で見ながら、説明したいと思います。

有難うございました。

お礼日時：2004/05/26 00:15

No.1 回答者： hinebot 回答日時： 2004/05/25 11:45

こんなので説明になってるかな…。

南中高度＝太陽が真南にきて、いちばん高く上がったときの地平線との間になす角のこと

春分の日や秋分の日であれば
南中高度＝90°－（観測地点の緯度）

夏至（昼が一番長い）ならば
南中高度＝90°－（観測地点の緯度）+23.4

冬至（夜が一番長い）ならば
南中高度＝90°－（観測地点の緯度）-23.4

という計算式になります。（北半球の場合です）
「冬至の日に南中高度が90°」というのを上の式に当てはめると（これは簡単な算数です）
90 = 90 -（観測地点の緯度）-23.4
∴（観測地点の緯度）= -23.4
となってしまいます。（小学生では負の数は習ってないですけど）
緯度にマイナスはないので、問題文が間違っているという訳です。
（多分、夏至の間違いでしょう。夏至なら答えは [北緯]23.4度となります）

ちなみに、赤道の緯度は0度ですから、
赤道における冬至の南中高度は
90-0-23.4 = 66.6 度　
になりますね。

この回答へのお礼

早速のご回答有難うございます。この分野が苦手な私にも理解できました。

＞－２３．４となってしまいます。緯度にマイナスはないので...

そうですね。ついー２３．４は南緯かなあなどと、思ってしまいました。

ありがとうございました。

お礼日時：2004/05/26 00:00