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日の出と日の入について
puni2の回答
- puni2
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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。
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