EARTH IN MOTION / 動く地球

地球の自転・公転と四季

夏と冬は、太陽たいようまでの距離で決まる? 地球ちきゅうの向きと光の当たり方を動かして確かめよう。

イラスト+体験入門から専門へ
太陽の周りを回る地球と、同じ方向を保つ地軸を示す模式図。天体の大きさ・距離・公転軌道の縮尺は実際と異なります。
太陽の周りを回る地球と、同じ方向を保つ地軸を示す模式図。天体の大きさ・距離・公転軌道の縮尺は実際と異なります。

30秒でわかる答え

地球ちきゅうは約1日で1回自転し、約1年で太陽たいようのまわりを1周します。季節が生まれる主な理由は、地軸が傾いたまま向きをほぼ変えずに公転こうてんするため、太陽たいようの高さと昼の長さが変わることです。太陽たいようとの距離が季節を決めるのではありません。

地軸の傾き
約23.4°公転面に垂直な方向からの角度(概数)
平均太陽日
24時間太陽の南中を基準とする平均時間
恒星日
約23時間56分遠方の恒星に対する1回転

ILLUSTRATED JOURNEY

3つの絵で、昼夜から四季へ

自転と公転を分けて考え、最後に地軸の傾きを組み合わせます。どの図も大きさや距離を誇張しています。

光を受けた半球と夜の半球を描く、地球の自転の概念図。
01 / ROTATION

回る地球には昼と夜がある

太陽たいようを向いた側は昼、反対側は夜です。地球ちきゅうが自転するため、同じ場所にも昼と夜が交互に訪れます。

地球の自転の向きは、北極上空から見ると反時計回り。

地軸の傾きと光線の入射角を比較する模式図。
02 / AXIAL TILT

同じ光でも、当たる角度が違う

太陽たいようが高いほど光は狭い範囲に集まりやすく、低いほど広く分散します。昼の長さも変わります。

「太陽高度」と「昼の長さ」の両方が大切。

6月・12月の地球と傾いた地軸の向きの比較。
03 / REVOLUTION

半年後、夏と冬が入れ替わる

地軸は公転こうてん中もほぼ同じ向きを向くため、6月つきごろは北半球で夏、12月つきごろは南半球で夏になります。

南北両半球で同じ季節になるわけではありません。

TOUCH AND DISCOVER

公転・傾き・緯度を変えて、太陽の高さを比べる

公転位置を1年分進め、地軸の傾きや観察する緯度を変えます。太陽の赤緯・正午の高さ・昼の長さ(理論値)を比較しましょう。

季節のしくみ / SIMPLIFIED GEOMETRY

太陽と地球の公転、地軸と日照の比較図上から見た公転軌道で地球を動かし、右の説明パネルに赤緯の目安を表示します。軸の長さと縮尺は実寸ではありません。3月6月9月12月太陽左:上から見た公転位置(実寸比ではありません)地球の傾き北極別視点の概念図

左は公転面の上から見た図、右は地軸の傾きを示す説明用の別視点です。両図を同一の投影として読まないでください。

太陽の高さと昼の長さ

正午の太陽高度 78.4°昼の長さ:14.3時間(理想計算)太陽の赤緯:+23.4°

北半球が夏に近い配置です。

LEARN AT YOUR LEVEL

宇宙のふしぎを、もう少し。

入門から少し専門的な話題まで。4つの段階で、知っておきたいポイントを短く紹介します。

入門

地球は2つの動きをしている

自分で1回くるりと回るのが自転。太陽たいようの周りを回るのが公転こうてんです。

  • 自転によって、ほとんどの場所で昼と夜が交代する。
  • 公転こうてんによって、太陽たいようから見た地球ちきゅうの位置は1年で一周する。
基礎

四季は、地軸の傾きによる太陽の高さと昼の長さの変化から生まれる

地軸が傾いたまま公転こうてんすると、季節によって正午の太陽たいよう高度と昼の長さが変わります。

  • 北半球が太陽たいようの方へ傾くと、北半球では昼が長く、南半球では短くなる。
  • 南半球の夏は主に12〜2月つきごろで、北半球と逆。
発展

緯度が違うと、季節の変化も違う

赤道付近は1年を通じた昼の長さの差が比較的小さく、高緯度では夏と冬の差が大きくなります。

  • 分点では太陽たいようの赤緯がおよそ0°となり、春分・秋分ごろに赤道付近を直射する。
  • 地軸の傾きをゼロにすると、理想モデルでは季節による昼の長さの変化は消える。ただし、緯度による気候の違いはなくならない。
専門

恒星日と太陽日・赤緯の幾何

地球ちきゅうが自転する間にも太陽たいようを公転こうてんするため、太陽たいようが同じ方向に戻るまでの時間は恒星こうせい日より平均して約4分長くなります。

sin δ = sin ε × sin λ ; H₀ = arccos(−tan φ tan δ)

  • 太陽たいようの見かけの黄経 λ と地軸の傾き ε を用いると、理想化した赤緯 δ は sin δ = sin ε × sin λ。
  • 緯度 φ における真昼の太陽たいよう中心高度は、およそ 90° − |φ − δ|。
  • 昼の長さは日没時角 H₀ = arccos(−tan φ tan δ) から求める。ただし極昼・極夜は別扱い。

公転楕円、地軸の歳差・章動、地球大気、太陽視半径などの補正を省いた近似です。

1 QUESTION CHECK

図のあとに、1問だけ

北半球の夏が暖かくなりやすい主な理由は?

答えを1つ選んでください。

COMMON QUESTIONS

よくある誤解

地球は7月に太陽に一番近づく?
いいえ。現在は通常1月ごろが近日点、7月ごろが遠日点で、北半球の季節の主因は距離ではありません。
春分・秋分は昼夜がぴったり12時間?
大気差や太陽の見かけの大きさなどのため、実際の日の長さは厳密には12時間ではありません。

科学的な前提と出典

模式図の公転は正円、地軸の向きは固定として計算しています。地軸の傾きは約23.4°(長い時間では変化します)、恒星日は約23時間56分です。季節の主な原因を、地球と太陽の距離とはしていません。モデルの値は、天文暦や各地の日の出・日の入りの実測値ではありません。

資料確認日:2026-10-16

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