一般小学生
まとめ
- 太陽の上端が地平線(または水平線)に一致し、姿を現した瞬間の時刻。
- 観測地点の経度だけでなく、緯度や季節(地球の地軸の傾き)によって大きく変動する。
- 天文学的な計算では、大気による屈折の影響を考慮し、幾何学的な位置より数分早く設定される。
解説
日の出の時刻を決定する主な要因は、観測地点の「経度」「緯度」および「地球の地軸の傾き」です。一般に、経度が東にある地点ほど日の出は早くなりますが、季節によっては緯度の影響が強く現れます。地球は地軸を約23.4度傾けて公転しているため、北半球が夏(春分から秋分)の時期は、高緯度ほど昼の時間が長くなります。このため、ロシアのヤクーツク(北緯約62度)のような高緯度都市では、夏場は東京(北緯約35度)よりも経度が西であっても、東京より早い時刻に日の出を迎えます。
また、日の出・日の入りの時刻から「昼の長さ」や「南中時刻」を算出することが可能です。昼の長さは「日の入り時刻 - 日の出時刻」で求められ、南中時刻は「(日の出時刻 + 日の入り時刻)÷ 2」という幾何学的な中間地点として計算されます。例えば、日の出が6時7分、日の入りが17時39分の場合、昼の長さは11時間32分となり、南中時刻は11時53分と導き出されます。このように、各地の観測データを比較することで、地球の運動や季節の変化を定量的に理解することができます。
コラム
実際の日の出は、太陽の「中心」ではなく「上端」が地平線に接したときを基準とします。また、地球の大気による屈折(大気差)の影響で、太陽は実際の位置よりも約0.6度浮き上がって見えます。このため、幾何学的に太陽が地平線の下にある状態でも、視覚的にはすでに日の出として観測されており、計算上の時刻もこの屈折分を考慮して数分早められています。
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