Equinox 秋分 昼と夜の長さは等しいか?真東から出る?

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2016年9月22日は秋分の日です。

横浜では、日の出 5時30分、日の入り 17時39分となり、昼と夜の長さが同じではありません。(注1)
これは、日の出入りの定義や、大気の屈折などの原因で、日の出は早く、日の入りは遅くなることによります。

また、同じ理屈で、春秋分の日の出入り方位は真東や真西ではなくなります。

詳細は次をご覧ください。

(注1)国立天文台>暦計算室>暦の計算 http://eco.mtk.nao.ac.jp/cgi-bin/koyomi/koyomix.cgi




昼と夜の等しい日

春・秋分で昼と夜の長さは等しい?

◇季節による太陽の動きを考えると、昼と夜の長さが等しくなるのは春秋分のように思えます。

◇しかし、たとえば東京の場合、2013年の秋分:=9月23日では、
・日の出 5時29分、日の入り 17時37分より、昼=12時間8分と夜=11時間52分。
・差し引き16分ほど昼が長くなり、春秋分では昼と夜の長さは等しくないことがわかります。
・実際に等しくなる日を探すと、春秋分から4日ほどずれていることがわかります。

◇この原因は日の出入りの定義にあります。
・上図のように、単純に太陽中心の動きだけを考えれば、春秋分では昼と夜は12時間ずつで等しくなるはずです。
・日の出入りを太陽の中心でなく上辺で定義することで、太陽の半径分だけ日の出は早く、日の入りは遅くなります (太陽の視半径は約15′~時間にして約1分)。
・さらに、大気の影響で太陽が浮き上がって見える効果=地平大気差によって、日の出は早く、日の入りは遅くなります (地平大気差は約35′~時間にして2分強)。
・これらを合計すると3分強になりますが、日本付近では太陽は斜めに昇ってきますのでもう少し長くかかって約4分の違いになります。
・日の出で約4分、日の入りで約4分昼が長くなりますから、合計8分ほど昼間が長い、つまり昼=12時間8分となるわけです。
・また、同じ理屈で、春秋分の日の出入り方位は真東や真西ではなくなります。

国立天文台 > 暦計算室 > 暦Wiki > 日の出入りと南中 より




秋分

秋分(しゅうぶん、英: autumnal equinox )は、二十四節気の第16。昼と夜の長さがほぼ等しくなる(後述の理由により厳密には昼の方が若干長い)。八月中(旧暦8月内)。
現在広まっている定気法では、太陽が秋分点を通過した瞬間、すなわち太陽黄経が180度となったときで、9月23日ごろ。暦ではそれが起こる日だが、天文学ではその瞬間とし、日のほうは秋分日(しゅうぶんび)と呼ぶ。恒気法では冬至から3/4年(約273.93日)後で9月21日ごろ。
期間としての意味もあり、この日から、次の節気の寒露前日までである。
西洋占星術では、秋分を天秤宮(てんびん座)の始まりとする。

目次
1 日付
2 記念日
3 昼夜の長さ
4 七十二候
5 前後の節気
6 生物
7 脚注

日付

日時 (UT) 日本 中国
1984年 9月22日20:33 9月23日 9月23日
1985年 9月23日02:07 9月23日 9月23日
1986年 9月23日07:59 9月23日 9月23日
1987年 9月23日13:45 9月23日 9月23日
1988年 9月22日19:29 9月23日 9月23日
1989年 9月23日01:20 9月23日 9月23日
1990年 9月23日06:56 9月23日 9月23日
1991年 9月23日12:48 9月23日 9月23日
1992年 9月22日18:43 9月23日 9月23日
1993年 9月23日00:22 9月23日 9月23日
1994年 9月23日06:19 9月23日 9月23日
1995年 9月23日12:13 9月23日 9月23日
1996年 9月22日18:00 9月23日 9月23日
1997年 9月22日23:56 9月23日 9月23日
1998年 9月23日05:37 9月23日 9月23日
1999年 9月23日11:31 9月23日 9月23日
2000年 9月22日17:28 9月23日 9月23日
2001年 9月22日23:04 9月23日 9月23日
2002年 9月23日04:55 9月23日 9月23日
2003年 9月23日10:47 9月23日 9月23日
2004年 9月22日16:30 9月23日 9月23日
2005年 9月22日22:23 9月23日 9月23日
2006年 9月23日04:03 9月23日 9月23日
2007年 9月23日09:51 9月23日 9月23日
2008年 9月22日15:45 9月23日 9月22日
2009年 9月22日21:19 9月23日 9月23日
2010年 9月23日03:09 9月23日 9月23日
2011年 9月23日09:05 9月23日 9月23日
2012年 9月22日14:49 9月22日 9月22日
2013年 9月22日20:44 9月23日 9月23日
2014年 9月23日02:29 9月23日 9月23日
2015年 9月23日08:21 9月23日 9月23日
2016年 9月22日14:21 9月22日 9月22日
2017年 9月22日20:02 9月23日 9月23日
2018年 9月23日01:54 9月23日 9月23日
2019年 9月23日07:50 9月23日 9月23日
2020年 9月22日13:30 9月22日 9月22日
2021年 9月22日19:21 9月23日 9月23日
2022年 9月23日01:03 9月23日 9月23日
2023年 9月23日06:50 9月23日 9月23日
2024年 9月22日12:43 9月22日 9月22日


定気法による秋分の瞬間(世界時)と、日本・中国での秋分日の日付は表のとおり。
日本における時刻はこの表の9時間後となる。 [1] [2]


昼夜の長さ

秋分の日の太陽光の当たり方。秋分では太陽は赤道上にあるため、天文的な位置関係からは昼夜の長さが等しくなるように思えるが、実際は違う。
春分と同様に、秋分では昼夜の長さがほぼ同じになる。『暦便覧』では「陰陽の中分なれば也」と説明している。しかし、実際には、昼の方が夜よりも長い。日本付近では、年による差もあるが、平均すれば昼が夜よりも約14分長い。これは、次の理由による。
大気差
大気による屈折で太陽の位置が実際より上に見えるため、太陽が上に見える角度の分、日出が早く、日没が遅くなる。屈折は太陽が地平線に近いほど大きくなる。国立天文台では、太陽が地平線付近にある時の、その屈折角度を35分8秒と見積もっている。ここから計算される日出・日没の時間の差は約2分20秒である。
太陽の視直径
太陽の上端が地平線と一致した時刻を日出あるいは日没と定義しているため。これにより、太陽の半径の分、日出が早く、日没が遅くなる。ここから計算される日出・日没の時間の差は約1分5秒である。
日周視差
太陽の距離÷地球の半径は有限なので、視差により、0.7秒日の出が遅く、0.7秒日の入りが早くなる。
秋分のずれ
1日の間にも太陽の黄経は変わるため、秋分が1日のいつかにより昼夜の長さに差が出る。この効果は昼夜の長さを最大で±1.1分変える。ただし平均には影響を与えない。
これらを合わせると日本において、日出は太陽の中心が地平線から昇るより3分25秒早く、日没は太陽の中心が地平線より沈むより3分25秒遅くなる。したがって、秋分の日の昼の長さは約12時間7分、夜の長さは約11時間53分である。そして、実際に昼夜の長さの差が最も小さくなる日は秋分の4日程度後になる[6]。
秋分を含む日には、太陽は真東から昇って真西に沈む。赤道上の観測者から見ると、太陽は正午に天頂を通過する。北極点又は南極点の観測者から見ると、秋分の太陽はちょうど地平線と重なるようにして動き、昇ることも沈むこともない。

秋分@Wikipedia
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%A7%8B%E5%88%86




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