日の出の時刻と地球の公転ー昼夜境界線1

3月6日 啓蟄(けいちつ)

二十四節気の一。太陽の黄経が345度になったときをいい,現行の太陽暦で3月6日頃。二月節気。また,このころ冬ごもりをしていた虫が穴から出てくることをいう。 ー大辞林より

あと15度動けば、春分になるわけです。その日が春分の日。

昼夜境界線

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地図帳「統計・資料で見る日本地図の本 1  日本全土」(岩崎書店)を見ていると、上のような図があった。
説明には、「東西にも広い日本列島」と題して、「・・・東の北海道根室市が10時のときは、西の沖縄県与那国村も10時です。そのために、ふだん日本の東西は南北の開きほど意識されません。しかし実際には、日本は東西にも広い国土なのです。日本各地の日の出と日の入りの時間をくらべると、そのことが見えてきます」と説明がある。

上の図は、同じ時刻に初日の出が見える場所を線でつないだ図である。
この地図帳の図で言えば、6時50分の初日の出の線が時間が経つごとに左に動き(地図で言えば西、つまり九州の方角へ)、7時、7時10分、7時20分と初日の出の場所が移っていっている。この線の右側(東側)が朝ー昼で、左側(西側)が夜なのである。夜と昼を分ける線、これを昼夜境界線とよぶ。この昼夜境界線が横切ると、夜から朝になる、つまり日の出の時間になった、と思っていい。

これと同じ図は、1月6日のブログ「一番早い初日の出」で見ている。

犬吠埼2

さて、1月1日の初日の出の昼夜境界線がわかったので、春分・秋分の日、夏至の日の昼夜境界線がどうなっているか調べてみよう。
あと2週間でやってくる春分の日の(秋分の日も同じと考えて良い)昼夜境界線は・・・

IMG_20140304_0001データをもう一度書いてみる。
地名、東経、日の出の時刻の順
青森、140.73度、5:40
仙台、140.87度、5:39
秋田、140.12度、5:42
千葉、140.12度、5:43
神戸、135.18度、6:01
和歌山、135.17度、6:02
福岡、130.4度、6:21
鹿児島、130.55度、6:21
見事なぐらいに、経線と日の出の時刻が一致している。
日の出の時刻は国立天文台のものを使用している。発表されている日の出の時刻は、その土地の場所のデータをもとに若干の修正が加わっているので、多少のズレが出てくる。そのことをふまえてみると春分・秋分の日の日の出の時刻は、同じ経度上にある土地は同じ時刻であるといえるのがわかるだろう。

さて、次は夏至の日の日の出の時刻を調べてみよう。

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1月1日の日の出の図と逆の傾きをもつ直線が描かれた。
春分・秋分の日には秋田市と千葉市は同じ時間に日の出を見たが、夏至の時には、秋田市が日の出を迎えている時(4時12分)には千葉市はまだ夜が明けていない(4時24分日の出)。
福岡市と鹿児島市を見ると、春分・秋分の日には同じ時刻に日の出を見たのに、夏至の日には福岡市が日の出の時には鹿児島市はまだ太陽が登っていない(5時13分日の出)ことがわかるだろう。

初日の出について調べた時、
国立天文台のホームページに「初日の出が日本で一番早い場所はどこ?」という質問に次のような回答があった。

「・・・・略・・・北海道の納沙布(のさっぷ)岬のほうが犬吠埼よりももっと東にありますので、初日の出も早くなるように思えます。しかし、おおよそ南東の方向に行くほど、初日の出の時刻は早くなりますので、より南にある犬吠埼のほうが、北の納沙布岬より日の出時刻は早くなるのです。

しかし、1年中いつでも、南東ほど日の出時刻が早くなるわけではありません。夏至の前後には、日の出はおおよそ北東の方向に行くほど早くなりますし、春分・秋分の頃には、東に行くほど日の出は早くなります。そのために、日の出をいちばん早く見られる場所の順番も、季節によって違ってくるというわけです。」

最初にこの回答文を読んだ時にわからなかった「南東の方角に行くほど、初日の出の時刻は早くなります」というのは、地図帳で見た図のこと。つまり納沙布岬のほうが東にあるけれど、昼夜境界線を見ると、納沙布岬の南にある千葉県犬吠埼のほうが、早く夜が明けるということだ。後半の「夏至の前後には、日の出はおおよそ北東の方向に行くほど早くなります。」は、夏至の図の昼夜境界線を作ってみてでわかった。宮崎市でみると、宮崎市の北東にある広島市や松山市のほうが早く昼夜境界線が通りすぎている、日の出をむかえている、日が昇っている、ということなのだ。「そして春分・秋分の頃には、東に行くほど日の出ははやくなります」は、春分・秋分の日の昼夜境界線が経線に重なるので、単純に東に行くほど日が昇って来るのが早い、東から夜が明けてくるということ。

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地上から見える太陽の動きを冬至、春分・秋分の日、夏至の違いについて見ておこう。
左の図は以前に、太陽の南中高度について考えた時に使った図。
この図からも冬至は南東から日が昇り、夏至は北東から日が昇っていることがわかる。
ここまで考えて私はやっと納得できた。

この現象の原因が、地軸が傾きながら公転していること、なのだがもう少しイメージをふくらませて考えてみよう。
この写真が役に立つ。

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これはこの1月に、ドバイから大阪に帰ってくる時の写真。もうすぐ大阪国際空港に到着する。大阪はまもなく夕暮れ時を迎える。客席シートには映画をはじめ音楽などさまざまな情報を知らせてくれるディスプレイが設置されている。そこに、日本列島が夜の影に覆われてきている様子、飛行機から見れば夜の日本に突っ込んで行く様子が映し出されている。その昼と夜の境目が「昼夜境界線」なのだ。説明は次回に。
(ディスプレイの写真は、日没の昼夜境界線をあらわしている。傾きは日の出の昼夜境界線の逆になっていることに注意)

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