지구의 공전과 계절변화

1. 황도상에서 태양의 위치： 춘분점 → 하지점 → 추 분점 → 동지점

-춘분점(3월 21일경)：태양이 천구의 적도를 남쪽에서 북쪽으로 지날 때 만나는 점

-하지점(6월 22일경)：태양이 천구의 적도에서 북쪽으로 가장 멀리 떨어져 있을 때

-추분점(9월 23일경)：태양이 천구의 적도를 북쪽에서 남쪽으로 지날 때 만나는 점

-동지점(12월 22일경)：태양이 천구의 적도에서 남쪽으로 가장 멀리 떨어져 있을 때

2. 계절의 변화

(1) 계절 변화의 원인

지구가 자전축이 기울어진 채로 자전과 공전을 하고 있기 때문

* 위의 애니메이션과 아래의 설명에서 춘, 하, 추, 동이 바뀌었지만 이해하는데는 큰 무리가 없다고 생각합니다.

(2) 태양의 남중 고도 변화

지구의 자전축이 공전 궤도면에 대하여 66.5° 기울어져 있으므로 공전 궤도상의 위치에 따라 태양의 남중 고도가 약 1년을 주기로 변한다.

(3) 밤과 낮의 길이 변화

지구의 자전축이 공전 궤도면에 대하여 66.5° 기울어져 있으므로 공전 궤도상의 위치에 따라 태양의 일주 운동 경로와 밤과 낮의 길이가 변한다.

① 동지 : 1년 중 태양의 남중 고도가 가장 낮고 낮의 길이가 가장 짧기 때문에 태양 에너지를 적게 받아 날씨가 춥다.

② 춘분, 추분 : 태양의 남중 고도가 하지와 동지 때의 중간이고, 밤과 낮의 길이가 같다. 따라서, 기온도 여름과 겨울의 중간 정도이다.

③ 하지 : 1년 중 태양의 남중 고도가 가장 높고 낮의 길이가 가장 길기 때문에 태양 에너지를 많이 받아 날씨가 덥다.

(4) 태양의 남중 고도 구하기

태양의 고도는 위도와 시간에 따라 다르게 나타나는데, 태양의 고도를 말할 때는 항상 정오 때의 남중 고도로 나타낸다. 위도 α인 지방에서 태양의 남중 고도(H)는 다음과 같이 구할 수 있다.

① 하지 : H=90°-(α-23.5°)=90°-α+23.5°

② 춘분, 추분 : H=90°-α

③ 동지 : H=90°-(α+23.5°)=90°-α-23.5°