EARTH IN MOTION / 動く地球
地球の自転・公転と四季
夏と冬は、太陽までの距離で決まる? 地球の向きと光の当たり方を動かして確かめよう。
30秒でわかる答え
地球は約1日で1回自転し、約1年で太陽のまわりを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するため、太陽の高さと昼の長さが変わることです。太陽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。
回る地球には昼と夜がある
太陽を向いた側は昼、反対側は夜です。地球が自転するため、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。
同じ光でも、当たる角度が違う
太陽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。
半年後、夏と冬が入れ替わる
地軸は公転中もほぼ同じ向きを向くため、6月ごろは北半球で夏、12月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
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
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。
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。太陽の周りを回るのが公転です。
- 自転によって、ほとんどの場所で昼と夜が交代する。
- 公転によって、太陽から見た地球の位置は1年で一周する。
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すると、季節によって正午の太陽高度と昼の長さが変わります。
- 北半球が太陽の方へ傾くと、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月ごろで、北半球と逆。
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
地球が自転する間にも太陽を公転するため、太陽が同じ方向に戻るまでの時間は恒星日より平均して約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?
春分・秋分は昼夜がぴったり12時間?
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
