Toolyard

季節と昼の長さのシミュレーター

このシミュレーションの式

δ = −23.44° × cos(360° × (N + 10) ÷ 365)
N年間通算日1 月 1 日が 1 日目。6 月の夏至は約 172 日目、12 月の冬至は約 355 日目
δ太陽の赤緯正午に太陽が真上に来る緯度: 6 月の至点で +23.44°、分点で 0、12 月で −23.44°

現在の値を入れると:

cos ω₀ = −tan φ × tan δ、昼の長さ = 2 ω₀ ÷ 1 時間あたり 15°
φ緯度 φ (°、北が正)
ω₀日没の時角正午から日没までに地球が回る角度。極圏の内側では白夜や極夜になる
昼の長さ日照時間地方真太陽時での日の出と日の入りは、12:00 からその半分を引いた時刻と足した時刻

現在の値を入れると:

南中高度 = 90° − |φ − δ|
高度正午の太陽の高さ高いほど地面に当たる日光が集中する

現在の値を入れると:

Q = (S₀ ÷ π) (ω₀ sin φ sin δ + cos φ cos δ sin ω₀)
S₀太陽定数大気の上端で 1,361 W/m²。地球と太陽の距離のわずかな変化は無視している
Q1 日を通した 1 平方メートルあたりの平均日射大気の上端での値。夏を暖かくするのは太陽までの距離ではなくこれ

現在の値を入れると:

季節シミュレーターの使い方

  1. 地球は地軸を 23.4° 傾け、宇宙の中でいつも同じ向きを向けたまま太陽のまわりを回ります。1 年を再生するか日付を設定すると、まず北半球、次に南半球が太陽の側へ傾くのがわかります。夜の側は暗く、赤い輪があなたの緯度です。
  2. 緯度を設定し、昼の長さ、日の出と日の入り、正午の太陽の高さ、1 日の平均日射 (1 平方メートルあたり) を読み取ります。グラフはその緯度での 1 年間の昼の長さを示します。赤道では平らな線、ロンドンでは約 8 時間から 16 時間の変化、極圏の内側では何か月も続く白夜と極夜です。
  3. 同じ緯度で夏至と冬至を比べてください。夏は太陽が高いので光が地面にまっすぐ近く当たり、空にいる時間も長くなります。この 2 つが合わさって夏を暖かくしているのであって、太陽までの距離ではありません。地球の近くから見るにチェックを入れると、傾きを近くで見られます。

よくある質問

季節はなぜ起きる?

地軸が公転面の垂線に対して 23.4° 傾いているからです。1 年を通じて地軸は宇宙の中で同じ向きを保つので、半年は北半球が太陽の側へ傾いて太陽が高く昼が長くなり、残りの半年は南半球がそうなります。実は地球が太陽に最も近づくのは 1 月の初め、北半球の冬です。

昼の長さはどう計算する?

緯度 φ と太陽の赤緯 δ から、cos ω₀ = −tan φ × tan δ で求めます。ω₀ は正午から日没までに地球が回る角度で、昼の長さは 2ω₀ ÷ 15° 時間です。−tan φ tan δ が ±1 の範囲を外れると太陽は沈まないか昇らず、これは極圏の内側で起こります。実際の日の出は数分早くなります。大気が光を曲げ、太陽が点ではなく円盤だからです。

日の出と日の入りが真太陽時で示されるのはなぜ?

時計の時刻は、標準時の帯、その中での位置、夏時間によって変わるからです。地方真太陽時では太陽がいちばん高いときが正午で、日の出と日の入りはその前後に対称になります。時計の時刻にするには、自分の経度と標準時の基準子午線の差 (1 度あたり 4 分) と、均時差 (最大 16 分) を加えます。

至点と分点とは?

6 月の夏至 (6 月 21 日ごろ) は太陽が北回帰線 (北緯 23.4°) の真上に来る日で、北半球では昼が最も長く、南半球では最も短くなります。12 月の冬至はその逆です。3 月と 9 月の分点では太陽が赤道の真上に来て、どこでも昼と夜がほぼ 12 時間ずつになります。

WebGL が無効と表示されます。

3D 表示には WebGL が必要で、現行のブラウザはすべて対応しています。ブラウザ設定でハードウェアアクセラレーションが無効になっているか、グラフィックドライバーが非常に古いと無効になることがあります。ハードウェアアクセラレーションを有効にするか、別のブラウザをお試しください。

何かアップロードされますか?

いいえ。シミュレーションはお使いのブラウザが WebGL で描画しています。どこにも送信されず、ページを一度読み込めばオフラインでも動きます。

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