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冬至

冬至

出典: Wikipedia
一般小学生

まとめ

冬至
北半球において1年の中で太陽の南中高度が最も低くなり、昼の時間が最も短くなる日
  • 地球の自転軸が公転面に対して約23.4度傾いているため、北半球が太陽から最も遠ざかる向きになることで起こる
  • 天文学的には太陽の黄経が270度に達した瞬間を指し、例年12月22日頃に該当する
  • 北極圏では太陽が一日中地平線の下に隠れる「極夜」という現象が発生する

解説

冬至は、地球が地軸を約23.4度傾けた状態で公転しているために生じる季節現象です。この時期、北半球は太陽から最も遠ざかる方向に傾くため、太陽光の入射角(南中高度)が1年で最も小さくなります。その結果、単位面積あたりの受熱量が最小となり、太陽が空を通る道筋も最短となるため、昼の時間が最も短くなります。

以下に、冬至と対極に位置する夏至の主な特徴を比較します。

項目 冬至(12月頃) 夏至(6月頃)
南中高度 1年で最も低い 1年で最も高い
昼の長さ 1年で最も短い 1年で最も長い
影の長さ 1年で最も長い 1年で最も短い
北極圏 極夜(太陽が出ない) 白夜(太陽が沈まない)
コラム

冬至の日の太陽の南中高度は「90 - 緯度 - 23.4」という公式で算出できます。例えば北緯35度の地点では約31.6度となります。また、1年で最も受熱量が少ないのは冬至ですが、実際に気温が最低を記録するのは約1〜2ヶ月後の1月下旬から2月頃です。これは、地表や海洋が冷え切るまでに時間がかかる「熱の伝導」のタイムラグによるものです。

観測上の注意として、日本の標準時子午線(東経135度)から離れた地域では南中時刻が12時から前後します。経度が1度変わるごとに約4分の差が生じるため、東にある東京(東経139度)では明石よりも約16分早く太陽が南中します。また、地下深くの温度は年間を通して一定であるため、井戸水などは「夏は冷たく、冬は温かく」感じられます。

小学生のみなさんへ

冬至(とうじ)は、1年の中で一番お昼の時間が短くなる日のことです。太陽が空の低いところを通るので、地面にできる影が1年で一番長くなります。

なぜこのようなことが起きるかというと、地球が少しななめにむいたまま、太陽のまわりをまわっているからです。冬至のとき、日本がある北半球は太陽から遠いほうにむいているため、光があたる時間が短くなってしまいます。

冬至の日はとても寒いですが、地下深くの温度は1年中あまり変わりません。そのため、井戸の水などは夏はつめたく、冬はあたたかく感じられるという不思議な現象がおこります。

ルラスタコラム

日本では冬至の日に「ゆず湯」に入ったり「かぼちゃ」を食べたりする習慣があります。これは、寒い冬を元気に乗り切るための昔の人の知恵なんだよ。

テストでの問われ方・理解度チェック

【基礎】 冬至の日の「昼の長さ」と「太陽の南中高度」は、1年の中でどのような状態になりますか。
昼の長さは1年で最も短くなり、太陽の南中高度は1年で最も低くなります。
【応用】 冬至の日は1年で最も太陽からの受熱量が少ない日ですが、1年で最も気温が低くなる時期が1月下旬から2月頃にずれるのはなぜですか。
温まりにくく冷めにくい性質を持つ海洋や地面が、冷え切るまでに時間がかかるというタイムラグ(熱の伝導の遅れ)が生じるためです。
【実践】 北緯35度の地点において、冬至の日の太陽の南中高度を求める計算式と、その計算結果を答えなさい。
計算式は「90 - 35 - 23.4」となり、答えは「31.6度」です。

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