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
| 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:
| 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:
| 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:
| 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 | |
|---|---|---|---|
| Q | 1 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
- 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。
- 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。
- 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。