月齢早見盤

科学館で買った「月と太陽 三球儀」。
月齢早見盤という名前はついていないが、そういってもいいだろう。組み立ててみると下の写真のようになる。

円盤の真ん中、日本列島が書かれているが、そこに私達が立っていると考える。
月の軌道は太陽から離れたところにあり、太陽ー地球ー月という配置になっている。
太陽光線は月の表面全体にあたっていて、地球から見る月全体が輝いて見える。これが満月の時。

月が動き、太陽光線があたっている面が輝いて、それが地球から見えるのだが、上の時は月の表面の半分が地球から見える。あとの半分には太陽光線があたっていないので地球からは見えない。半月の状態の時だ。

この時は、太陽ー月ー地球と並んでいるので、太陽光線があたっている月の面は地球から全く見えない。つまり新月のときだ。
言うまでもないが、この月齢早見盤の太陽は「ここに太陽がある」という意味で置かれているもので、実際の太陽は遥かに大きい。地球の直径の約109倍だから、太陽からの平行な太陽光線は月も地球もすっぽりと覆われる。
そんな説明が小学校の理科の時間にはあるのだろう。
それを踏まえた上でのこの教材はよくできている。

月齢とは?

月齢早見盤、と書いたが、そもそも「月齢」とは? ネットで検索してみると、次のような説明がある。

デジタル大辞泉
 朔(さく)(新月)の時を零として数えた日数。1朔望月(さくぼうげつ)(約29.5日)を周期として、月の満ち欠けの度合いを示す。満月はほぼ月齢14.8。
 生まれてから1年未満の乳児が育った月数

百科事典マイペディア
新月の時刻から数えて,ある日の正午までの時間を日数を単位にして表したものをいう。1朔望(さくぼう)月(約29.5日)で循環,月の位相の目安になるが,旧暦の日付とは必ずしも一致しない。大体月齢29.5/4=7.4日が上弦,29.5/2=14.8日が満月,29.5×(3/4)=22.1日が下弦

世界大百科事典第2版
月と太陽が同じ方向にきたとき(視黄経の一致したときで朔(さく)という)からの経過時間を,日を単位として表したもの。太陰暦では朔を含む日を月の初日(朔日)としたので,1.0~2.0日だけ暦日が先行する。朔から次の朔までの間隔はほぼ29.5日。月の運動には遅速があるため,最大0.6日程度の前後はあるが,上弦の月齢は7.4,満月(望(ぼう))は14.8,下弦は22.1。月齢を知れば,月の見かけの形や明るさがほぼきまり,また,月の出没の時刻や潮汐の状況についておおよその見当をつけることができる

大辞林第3版

新月の時を0.0として、次の新月までの経過時間を1日単位で表したもの。月の満ち欠けの度合を表す。満月はほぼ月齢14.8。

日本大百科全書(ニッポニカ)
ある時刻に対して、その時刻の直前におこった朔(さく)(太陽と月の視黄経とが一致した時刻)からその時刻までの経過時間を日の単位で表したもの。朔は月齢が0日のときにおこるが、上弦は7.4日付近、満月は14.8日付近、下弦は22.1日付近でおこる。月齢はだいたいの月の満ち欠けを知るために便利である。『理科年表』には、毎日中央標準時の正午における月齢が0.1日の桁(けた)まで記載されている。[関口直甫]
なんともたくさんの解説がある。
それでは国立天文台の解説を見てみよう。
月齢とは,朔(新月) の瞬間から数えた経過日数のことである.朔の瞬間に0.0,そこから1日たつごとに1.0,2.0と増えてゆき,次の朔の瞬間にふたたび0.0に戻る.月齢の単位は「日」であるが,明らかであるので省略されることも多い.月齢は任意の時刻について定義でき,本書に掲載されている正午月齢は,その日の正午における月齢,すなわち直前の朔からその日の正午までに何日経過したかを小数第一位まで示している.https://eco.mtk.nao.ac.jp/koyomi/topics/html/topics2017_1.html


理科年表
を見てみよう。
月齢とは 月齢とは、直前の朔(新月)の瞬間を “ 0 ” として、そこからの経過日数をあらわした数値です。
  理科年表には、その日の正午における月齢が「正午月齢」として掲載されています。  月齢の計算ですが、たとえば、ある月の 1 日正午がちょうど朔であれば、その日の正午月齢は “ 0.0 ”、 2 日の正午月齢は朔から丸 1 日経過していますので “ 1.0 ”、さらに、月齢は 1 日に 1 ずつ増加して、 3 日、 4 日、 5 日、・・・の正午月齢は “ 2.0 ”、 “ 3.0 ”、 “ 4.0 ”、・・・となり、次の朔になったときに再び “ 0 ” から数え始めます。https://www.rikanenpyo.jp/kaisetsu/koyomi/koyomi_008.html

小学校で習ったはずの(中学校だったかな?)の月齢、少し勉強してみよう。

 

 

 

日の出と日の入り

IMG_70042014年のお正月、大阪はいい天気だった。三が日も無事終わった。
さてこれは近くの高層団地の間に太陽が没するところ。1月1日午後4時33分の写真。
インターネットによると元日の大阪の日の入りは午後4時58分となっている。
また元日の大阪の日の出は7時5分。

この時期になると、日の出と日の入りについて考えてしまう。
お正月の三が日をつかって少し調べてみた。
小学校、中学校、高等学校で勉強したはずなのに案外理解しないままにきていたなあ、と思うことがたくさんあった。
新しくわかったことや理解しなおしたことを、順をおって紹介してみたい。
まず第一回は日の出と日の入りについて。

IMG_20140103_0001

さて、上の図で、日の出とはどの状態の時を言うのだろう。
A・・・地平線から太陽の先端がピカっと見えた時。
B・・・太陽の中心が地平線にきた時。
C・・・太陽が完全に地平線から出た時。
どれも根拠がありそう。
Aは「日の出だから少しでも太陽が出た時」
Bは「太陽は大きさがあるのだから、その中心が地平線から出た時が日の出と考えるのが合理的」
Cは「太陽に大きさがあるからこそ、全部出た時が日の出と言うべき」

こういう時は、「国立天文台」に聞こう。
「太陽の上辺が地平線(または水平線)に一致する時刻」
と定義されている。
だから上の図で言えば、Aが正解。少しでも地表(海なら海上)に出た時を日の出という。

では「日の入り」は?
同じ図を使うとして、
A・・・完全に地平線に沈んだ時。
B・・・太陽の中心が地平線にきた時。
C・・・太陽の一番下が地平線にふれた時。

これも日の出と同じょうな理屈付けができそう。

迷わずに「国立天文台」に聞いてみよう。

「太陽の上辺が地平線(または水平線)に一致する時刻」を、日の出・日の入りの時刻と定義しています。ですから、日の出で言えば、太陽が地平線から顔を出し始めた瞬間、日の入りで言えば、太陽が地平線に沈みきって見えなくなった瞬間です。」

図で言えばA。日の出も日の入りもAの状態を言うことがわかる。

そうすると、今まで気づかなかったことに気づく。
それは、日の出が太陽の先端が出た時であり、日の入りが太陽が沈みきった時ならば、
「昼の時間を、日の出から日の入りまでとしよう。太陽が動いた距離から考えると、日の入りの時には太陽自身が地平線に沈み込むまで、太陽1個分移動する時間が余分にプラスされている」ことがわかる。
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これは「春分の日や秋分の日の昼の長さと夜の長さが実は同じにならない!」 その理由の一つであるが、このことはまたあらためて考えてみたい。

天文台が発表している日の出の時間は補正されている。
それは地球の大気が起こす光の屈折のため、実際にはまだ地平線の下にあるのに、浮き上がって見えるため「日の出の時間が早くなる」。その分が補正されている。
「日の入り」はその逆で、すっかり沈んでいるのに、まだ見えているという状態になっている。
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気象庁などが発表している日の出、日の入りの時間は各地の都道府県庁所在地が基準になっていると思う。だから自分の住んでいる場所とは多少のずれがあって当たり前。また、標高によっても左右される。高い山の上なら、日の出が早くなり、日の入りが遅くなると予想できる。
こうしてみると、簡単にお正月元旦の日の出は何時、といっても複雑なことがわかる。
南北に細長い日本の日の出、日の入りの時間はどうなっているのだろう?
考えると色々と調べたいことが増えてきた。