夏至とは?二十四節気とは?太陽と地球の位置関係から考えてみよう!

夏至(げし)とは、1年の中で一番昼の時間が長い、つまり太陽が一番長く出ている日です。なぜ、太陽が出ている時間が変わるのでしょう?

また、夏至は二十四節気の第10?と言われます。二十四節気とは、何なのでしょう?今回は、地球と太陽の位置関係などから、季節を科学的に考えてみたいと思います。

昼の長さが変わる理由を覚えていますか?

中学生の時、昼の長さが変わる理由を勉強したはずです。「そんなの忘れた!」という人が多いかもしれません。でも、地球の地軸(北極と南極を結ぶ軸・地軸を中心に自転している)が傾いていることは、知っていますよね。だって、地球儀を見ると、軸が必ず傾いていますよね。

地軸の傾きによって、季節ごとに変わること

地球は、太陽の周りを1年で1周し、このことを公転と言います。だいたい同じ平面を公転しているのですが、この公転面の垂直から地軸は、23.4°傾いています(赤道も傾いています)。その傾きを保ったまま公転していくので、次の図1のように正午のとき、太陽からの光が、①のように頭上から入ってくる日や、②のように低い角度で入ってくる日があります。

※ 地球上の黒いところは、日本が正午の位置を表しています。

①のように、太陽からの光が頭上から入ってくる日は、太陽が出ている時間は長く、熱もたくさん届く、夏至です。

②のように、太陽からの光が低い角度で入ってくる日は、太陽が出ている時間が一番短くなる、冬至です。

このように、地球の地軸が傾いていることが、太陽が出ている時間が変わっていく理由です。

季節ごとの、太陽の見かけの動き

夏至・秋分・冬至・春分のそれぞれ1日で、地球から見た太陽の見かけの動きを、図2の天球上に示します。

これも、中学校の教科書でよく見た図ですよね。地球上のO点に自分がいると考えてください。南から北にかけて天球上を通っている線を子午線といい、太陽が子午線を通るときが、正午です。

夏至の正午は、太陽が頭上高くに昇っています。冬至になると、正午でもずいぶん低いところまでしか太陽が昇りません。

そして、天球上の太陽の通り道が長ければ、それだけ長い時間太陽が出ていることになります。夏至の日は、非常に長く太陽が出ていることを表しています。

二十四節気とは

図1のように、地球は1年をかけて太陽の周りを1周します。これを、1年の日数で分割する方法(平気法)か、天球上で1年間の間に太陽が動いた見かけの位置を分割する方法(定気法)で24等分したものが、二十四節気(にじゅうしせっき)です。

平気法は、1年の日数、または時間を等分にする方法です。恒気法や時間分割法とも呼ばれます。

定気法は、天球と呼ばれる地球を中心に考えた、恒星や惑星がその上に張り付き運動すると考えた見かけの球体の上で、太陽が1年をかけて一周する通り道である黄道を、等分する方法です。空間分割法とも呼ばれます。

12の節気と12の中気

中国の戦国時代の頃、季節を春夏秋冬の4等区分する暦のようなものとして考案された区分手法のひとつであり、1年を12の節気と12の中気に分け、それらに季節を表す名前がつけられました。

立春を二十四節気の第1としたとき、夏至は10番目なので、二十四節気の第10と呼ばれます。

現在の暦で使われているのは定期法で、立春は太陽黄経(黄道上の太陽の位置)が315°になる2月4日ごろです。これが、平気法だと冬至から1/8年後の2月5日ごろになります。

夏至は太陽黄経が90°のときで6月21日ごろです。平気法だと冬至から1/2年後で6月22日ごろになります。

本来の二十四節気は、中国を中心とした地域の気候をもとに付けられた名前なので、日本で体感する気候とは合わないものもあります。たとえば日本では、梅雨や台風があることが季節感がずれていると感じるようです。

夏至の日は、どうやって決まる?

夏至の日は、6月20日だったり、21日だったり、22にだったり・・・。毎年日にちが変わってしまいますが、どうやって決まるのでしょうか。

簡単には計算できない

簡単な算出方法としては、西暦(グレゴリオ暦)を4で割った余りの数(0〜3)で日にちが決まるため、4の倍数の年であるうるう年を基準(余り0)として計算します。しかし、割り当てられる日にちは、年代によって違いがあるようです。

1992年〜2019年までは、21日か22日ですが、2020年〜2055年までは全部21日です。2056年〜2099年の間は、20日になる年があるようです。

1年は365日ではない!?

これは、1年が365日+端数があることから起こります。また、その端数も、基準にする日によって違ってきます。なぜかというと、地球の公転が一定でないことから起こります。

非常にわずかなのですが、地球の公転は螺旋のようにちょっとずつずれながら、回転し移動しているそうです。また、地球自身の自転も一定ではありません。

そのことから、1年の端数の数値には、わずかなズレがあります。10年程度であれば、夏至の日にほとんどずれはありませんが、数十年の単位で見ると夏至の日にちがずれていく様子が見られます。

※ 4で割り切れる年は、うるう年です。

夏至のころの気候は?

夏至の日は、太陽が頭上高くまで昇り、1年の中で太陽が1番長く出ている日ですから、太陽からの熱も、地球に一番多く届いているはずです。しかし、夏至のころの気候はまだ、それほど暑くありません。

これは、日本特有の「梅雨」によることが、1つの原因と考えられます。北の冷たい気団(空気の塊)と、南の暖かい気団の勢力が拮抗し、日本列島上空に停滞前線(梅雨前線)をつくり、雲が多く雨の日が続いています。いくら太陽の熱が多く降り注いでも、雲がさえぎり雨が多い気候では、気温はなかなか上がりません。

また、太陽の熱は大気よりもまず地面を温め、後から地面の熱によって大気が温められることも1つの原因と考えられます。8月にもなると実は、太陽の南中高度は下がってきますが、地面から放出される熱によって、やはり8月中旬が1年で一番暑くなります。

おわりに

今回は、夏至について考えてみました。「科学的に」と思ったのですが、もっといろいろな言葉をわかりやすく伝えないと、うまく伝わらないかもしれません。

今後、少しずつでもわかりやすく、更新していけたらと思っています。

とりあえず、太陽と地球の位置関係から季節が生じ、その境に夏至や、秋分・冬至・春分があるということがわかってもらえればと思いました。

また、夏至の日の決定については、自分自身も今回知ることができたました。気になった人に、参考にしていただければと思います。

最後まで読んでいただき、大変ありがとうございました。