日の出と日の入について

質問

１年のうち日の出時刻が早い・遅い、日の入時刻が早いもしくは遅いというのはいつなのでしょうか。印象として夏至・冬至は単に昼の時間がもっとも長い、短いというだけであって時刻は関係ないように思います。

東京では実際には何時なのか教えてもらえればと思います。また、知識不足の自分にそのあたりの概念を教えていただければなお良いです。

回答No.3

code1134

要は地球が完全な球体ではなく、デフォルメするならラグビーボルの如く、赤道半径が極半径より長い為の産物とも看做せましょうか!?
http://www.yycume-01.net/chikyu.html
http://www.jamstec.go.jp/j/kids/qa/02_1.html

そして、上掲URLにある約20(厳密には21.385)ｋｍの差、更にはこの差から求められる扁平率(http://www.jmc.or.jp/faq/map1.html　)の言わば、悪戯の(笑)、12/22前後の冬至(http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%86%AC%E8%87%B3　)よりは東京が日の出が(2009年1/16)現時点で3分早まっているのに、日没は約20分遅くなっているのが以下のURLを用いると弾き出されるのです。(因みに京都だと3分早く日が出て、19分遅く沈む計算になっています)
http://star.gs/cgi-bin/scripts/hinodet.cgi

回答No.2

puni2

おっしゃる通り，日出・日没の最早・最晩と夏至・冬至との間には，多少のずれがあります。
昼夜の長さのピークは，夏至・冬至と一致します。

「天文データノート」（誠文堂新光社）という本の2001年版によると（2002年版は出ていないようです），
日出が最も早い日
　那覇6月10日，熊本6月12日，東京・名古屋・大阪6月13日，仙台6月14日，札幌6月15日
夏至　6月21日
日没が最も遅い日
　札幌6月27日，仙台6月28日，東京・名古屋・大阪6月29日，熊本6月30日，那覇7月2日

日没が最も早い日
　那覇11月30日，熊本12月4日，名古屋・大阪12月5日，東京12月6日，仙台12月7日，札幌12月9日
冬至　12月22日
日出が最も遅い日
　札幌1月3日，仙台1月6日，東京・名古屋・大阪1月7日，熊本1月9日，那覇1月13日

となっています。年により1日2日前後のずれはあるでしょう。

このような現象が起きる理由を簡単に説明しましょう（ちなみに1993年度の大学入試センター試験の地学にも出題されました）。

(1)太陽の日周運動には「均時差」がある。
日本の標準時は，明石市を通る東経135度が標準になっており，この子午線上では，ちょうど12時に太陽が南中する，とよく言われます。
とすると，東京（東経139度45分とします）は明石市より東にあるため，南中時刻も早くなり，時間にして19分早い11時41分に南中することになります。
ところが，実際にはどうでしょうか。
1年を平均すれば確かにその通りですが，日々の南中時刻を見ると（参考URL）
1年を通してゆるやかなカーブを描いています。
明石市における南中時刻が，12時からどれだけずれているか，という値を「均時差」といいます。（天文学的には本末転倒というか因果が逆というか，変な定義ですがかんべんしてください）
東京でいえば，南中時刻と11時41分との差が均時差です。
均時差そのもののグラフは
http://www3.justnet.ne.jp/~yoshida-phil-sci/qa_a18.htm
にあります（図4）。当然ながらさっき見たグラフと同じ形です。（ただ，均時差の本物の定義の関係で，グラフの上下は南中時刻と逆です）

(2)均時差はなぜ生じるか。
簡単にいうと，「地球の公転軌道が円ではなく楕円であること」「地軸が公転軌道に対して直交しておらず23.4°傾いていること」が原因です，。
と書いただけでは分からないですね。一応の説明は，上で図4を見たページにありますが，それでもかなり難しいです。（高校の地学の教科書では，均時差の原因までは深入りしません。）
より詳しい説明は球面天文学の専門書を見るのがよいでしょう。

(3)均時差があると，なぜ日出・日没のピークがずれるのか。
たとえば，冬至の前後の日出について考えてみましょう。
横軸に日付，縦軸に日出の時刻をとったグラフを書いてみます。
もし均時差がなければ，冬至のときに最も朝が遅くなる，つまりグラフの極大となります。
実際には，冬至の前後数日間は，日出時刻の変化は非常にゆるやかですので，毎日ほぼ同じ時刻に上ってくるといっていいでしょう。
ところが，この時刻に均時差が加わります。（厳密には均時差を引きます←これも定義の関係）
先程の南中時刻を見ると，12月から1月にかけては，南中時刻が毎日少しずつ遅いほうへとずれていっています。
ということは，南中だけでなく，日出も日の入りも，全体として，毎日少しずつ遅れることになります。
したがって，本来なら（というか均時差がなければ）冬至の日でピークを迎えたはずの日出の時刻のグラフは，冬至を過ぎてもまだ遅いほうへとずれていきます。
最も朝が遅くなるのは，冬至を過ぎて，本来の日出の時刻が早まって行くペース（グラフの傾き）が，南中時刻の遅くなる傾き（の絶対値）を上回ったときです。
これが1月上旬になるわけです。
同様に考えると，日没が最も遅いのは逆に冬至より前にずれます。

なんとか分かりやすくと思ってがんばって書いていたら，長くなってしまいました。

参考URL：

http://members.jcom.home.ne.jp/seijun/center/tigaku/syogaku/nantyu.html

お礼

大変詳しい回答ありがとうございました。専門レベルでもあり難しいのですね。

またよろしくお願いします。

回答No.1

Qtaro35

質問にあるように、冬至・夏至はそれぞれ昼間の時間が最も短い、長いであって日の出、日の入りが最も早い、遅いとは関係有りません。
東京（北緯35度40分、東経140度付近）で日没が最も早いのは12月の初め、日の出が最も遅いのは１月10日前後です。

日本では一般に、冬至の場合には、冬至の前後２週間。夏至の場合は夏至の前後10日位に、日の出、日の入りの極値があります。といっても、冬至、夏至の日から、わずか数分の違いなんでかすが、実感としては随分違うように感じます。また、海岸線近くの場所と、山岳地帯など周辺の地形によっても大きく異なります。

参考ＵＲＬで各地の、日の出、日の入りの計算ができます。

参考URL：

http://www1.kaiho.mlit.go.jp/KOHO/automail/sun_form3.htm

お礼

回答ありがとうございました。
参考ＵＲＬ興味深く読みました。日本の北と南で大きく時刻が違うのですね。

また何かありましたらよろしくお願いします。