春分・夏至・秋分・冬至について調べよう

春分・夏至・秋分・冬至は、太陽のまわりをまわっている地球の位置にもとづいて決まります。

太陽のまわりをまわる地球の動きについて、小学校でどのように習うかというと、実は、まだ習いません。

小学校でも太陽や月、星について学びます。でも、小学校の教科書ではまだ地球から見た場合の太陽や月、星の動き方についてしか、説明がないのです。(平成29年度時点)太陽のまわりをまわっている地球の動きについては、中学校以降で習うのですね。

自主学習や調べ学習の題材にするのは、とてもいいと思います。身近な自由研究のテーマとして最適ですね。

また、国私立中学校受験対策や、公立中高一貫校の適性検査の対策をする方の場合は、太陽のまわりをまわる地球の動きについて、ある程度詳しく学ぶことになるでしょう。

中学受験対策のテキストには、しっかり載っていますし、模試にも普通に出ます。

天体の動きは、平面の図と文章の説明では理解しにくいところもあります。丸暗記ではなく、空間の中での動きをイメージできるようになるといいと思います。

このページでは、図を多めに使い、1つ1つできるだけわかりやすく説明することを目指しました。

どこまで詳しく書くかは、難しいところですが、公立中高一貫校の対策のテキストに載っているぐらいの詳しさを、一応念頭において作りました。小学校で習うことよりはずっと詳しく、中学受験対策としては基礎という感じでしょうか。

 

地球の自転と公転

はじめに書いたように、春分・夏至・秋分・冬至は、地球と太陽の関係によって決まります。

では、地球と太陽の関係について、1つ1つ、くわしく見ていきましょう。

地球は太陽のまわりをどのように動いているのか

地球も太陽も、宇宙空間に浮かんでいます。

そして、じっと静止しているわけではなく、動いています。地球と太陽の位置関係は、常に変化しているのです。

地球は自転している

地球には、北極と南極をつらぬく目に見えない軸(地軸・ちじく)があります。

この地軸を中心に、地球は、こまのように回転しています。北極星の方角から見た場合反時計回りに、1日に1回転します。

これを地球の自転(じてん)といいます。

地球は太陽のまわりを公転している

地球は、太陽のまわりを、まわっています。

公転

1年に1周、反時計回りにまわります。これを地球の公転(こうてん)といいます。

自転と公転

地球の自転と公転は、よくこのような図に表されます。

自転と公転

これは、地球が公転する通り道がふくまれる平面(公転面といいます)を、ななめ上から見た図です。

公転面

公転面の斜め上から見ているので、地球の通り道は横にふくらんだ楕円に見えています。

実際は、地球が太陽の周りをこんなに横にふくらんだ楕円をえがいてまわっているわけではありません。

公転面の真上から見ると、このようになります。

公転面-上

真円(まんまる)に近い楕円の通り道をえがいて、まわっているのだそうです。

地球の自転と公転が春分、夏至、秋分、冬至を作る

この、自転しながら公転している地球の動きが、春分、夏至、秋分、冬至という、1年の4つの節目を作り出します。

ポイントは、地軸が、公転面に対して傾いていることです。

公転面と地軸

先ほども出てきましたが、公転面というのは、地球が太陽のまわりを公転する通り道が含まれた平面のことです。

公転面

地軸は、これでしたね。

地軸が公転面に対して傾いているとは

公転面に対して傾いているとは、どういうことでしょうか。

公転面を真横から見た時に、地軸が、

垂直でもなく

地軸と公転面a

平行でもなく

地軸と公転面b

このように、傾いているということです。

地軸と公転面c

公転面に対してかたむいた地軸を中心として、地球は自転しています。

自転しながら、太陽のまわりを公転しています。

自転と公転

地軸の傾き方は一定

地軸の傾き方は、いつも一定です。

ある時は公転面に対して60度、ある時は30度などと、傾き方が変わったりはしません。

地軸の角度1

このように角度が変わったりしないで

地軸の角度2

いつも同じ角度です。

公転面の真横から見た時だけではなく、真上から見た時も、角度は変わりません。

地軸の角度3

このように角度が変わったりしないで

地軸の角度4

いつも同じ角度です。

春分、秋分の時の地球の位置と傾き方

春分、秋分は、地球が太陽に対して、この位置にある時です。

春分秋分1

この時、地軸がどうなっているのか、くわしく見てみましょう。

真上から見ると…

春分秋分2

真横から見ると、いつも同じ、この角度です。

地軸の角度

ここで、真上からみた時に注目してください。太陽の光があたっているところが昼、あたらないところが夜です。

昼と夜

昼と夜の境目が、地軸と重なって見えていますね。

この時、地球上のどの緯度でも(北極と南極をのぞく)、昼と夜の長さがほぼ同じになるということです。

北極の近くでも、南極の近くでも、赤道のあたりでも、日本でも、オーストラリアでも、この時は、昼と夜の長さがほぼ同じになります。

まとめ・春分と秋分の時

春分秋分1

春分と秋分の時、地球ではこのようなことが起こります。

  • 昼と夜の長さがほぼ同じになる。
  • 日の出の方角は真東
  • 日の入りの方角は真西

これらは、北半球でも南半球でも同じようにいえることです。(北極と南極をのぞく)

北半球での春分、秋分の日の太陽の動き

※太陽がのぼる高さは、緯度によってちがいます。(緯度が高い=北極に近いほど太陽の高さは低い)

南半球での春分、秋分の日の太陽の動き

※太陽がのぼる高さは、緯度によってちがいます。(緯度が高い=南極に近いほど太陽の高さは低い)

長くなりましたので、夏至と冬至については、ページをあらためて書きます。

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