태양의 고도에 따른 계절변화?
우리가 살고 있는 지역을 기준으로 태양의고도가 계절마다 다르다고 하는데 어떻게 다른지 , 계절마다 태양고도가 어떻게 되는지 궁금합니다. 계절은 지구의 자전이나 공전 중 어떤것이 관련되어 있는지도 궁금합니다.
안녕하세요. 김태경입니다
지표면이 받는 태양 에너지의 양은 태양 빛과 지표면이 이루는 각에 의해 결정되는데 이 각을 태양의 남중 고도라 한다. 태양의 남중 고도가 높을수록 지표면이 받는 태양 에너지의 양은 많아진다. 그래서 태양의 남중 고도에 따라 지구상의 온도가 변하며 계절이 달라지는 것이다.
지구의 자전축은 23.5° 기울어져 있다. 그래서 지구가 공전할 때 기울어진 상태로 태양의 주위를 돌고 있다. 그래서 지구의 위치에 따라 태양의 남중 고도가 달라진다.
여름에는 기온이 높고 겨울에는 기온이 낮아지는 것은 계절에 따라 태양의 남중 고도가 달라 지구에 들어오는 태양 복사 에너지의 양이 다르기 때문이다.
그러므로 계절 변화의 중요한 요인은 지구에서 태양까지의 거리가 아니라, 지구 자전축의 기울기이다. 지구의 자전축이 태양을 향해 기울어져 있기 때문에 북반구가 여름이 될 때 남반구는 겨울이 된다. 계절의 주기는 1년마다 되풀이되는데, 이 기간은 지구가 태양을 한 바퀴 도는 데 걸리는 시간이다.
낮의 길이가 가장 긴 하지 때의 태양의 남중 고도(h)=90°-위도+23.5°이며, 낮의 길이가 가장 짧은 동지 때의 태양의 남중 고도(h)=90°-위도-23.5°, 낮과 밤의 길이가 같은 춘ㆍ추분 때의 태양의 남중 고도(h)=90°-위도이다.
계절은 지구의 공전과 관련이 있습니다.
자전은 지구가 자기를 중심으로 도는 것 뿐입니다.
공전은 태양 주변을 도는 것인데, 태양을 정확히 원으로 돌지 않고, 타원으로 돌게 됩니다.
여름에는 태양에 가까워서 더운것이고, 겨울에는 태양과 멀리 떨어져서 춥습니다.
안녕하세요. 한선옥 과학전문가입니다.
태양의 고도는 계절에 따라 다릅니다
여름에는 태양이 북위 23.5도를 수직으로 비출때가 여름으로 태양의 고도가 가장 높고 낮이 가장 깁니다
겨울은 태양이 남위 23.5도를 수직으로 비출때가 겨울로 밤이 가장 깁니다
계절의 변화는 지구가 태양을 중심으로 1년을 주기로 공전을 하기 때문에 생깁니다
공전궤도면을 66.5도 기울어져서 공전하기 때문에 계절의 변화가 생겨요
태양의 고도는 지구의 자전축과 태양과의 각도에 따라 변화하며, 이는 지구의 공전과도 관련이 있다. 지구의 자전축과 태양과의 각도가 큰 여름철에는 태양의 고도가 높아지고, 작은 겨울철에는 낮아진다. 이에 따라 지구의 북반구는 여름에는 더욱 밝고 따뜻해지고, 겨울에는 어둡고 추워진다. 남반구는 북반구와 반대로 계절이 변화한다. 이러한 계절 변화는 지구의 자전축의 기울기와 지구의 공전 경로에 의해 결정된다.
안녕하세요. 임진순 과학전문가입니다.
남중고도는 천체가 남중한 순간의 고도를 뜻합니다.
천체의 고도란, 지평선에서 천체까지의 각도를 말하고,
남중고도는 천체가 남쪽 자오선에 위치할 때의 고도를 말하죠.
대부분의 천체는 남중 시 하루 중의 고도가 가장 높답니다.
태양의 경우에는 일출 후 남중하기 전까지 고도가 증가하다가
남중 이후 일몰까지는 점점 감소하는 사이클을 가지고 있습니다.여기서 남쪽 자오선이란 무엇일까요?
남쪽 자오선은 지평선에서 남과 북을 연결한 선을 하늘로 투영했을 때
남쪽 하늘 방향의 가상의 선을 지칭하는 말이랍니다.남중고도가 달라지는 이유
그럼 한 천체의 남중고도는 항상 같을까요?
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정답은 X입니다.지구의 자전축은 23.5도 기울어져 있기 때문에
공전을 함에 따라 남중고도도 달라진답니다.
이에 대한 내용은 잠시 후
계절변화와 함께 자세히 다뤄보도록 하겠습니다.남중고도 구하기 공식
고등학교에서 지구과학을 공부하신다면
남중고도 구하는 공식은 알고 계셔야 해요~
공식은 간단합니다!
(출처 : 사이언스올)
천체의 남중고도를 h, 천체의 적위를 δ, 관측자의 위도를 φ라고 한다면
위도가 적위보다 큰 경우
h = 90 - (φ - δ)
적위가 위도보다 큰 경우
h = 90 - (δ－φ)
위 두 공식이 성립한답니다.
(적위는 적경과 함께 천구상의 천체의 위치를 나타내는 좌표를 뜻합니다.)남중고도와 계절변화
앞서 지구의 자전축은 23.5도 기울어져 있다고 말씀을 드렸습니다.
이 기울기 때문에 지구의 위치에 따라 남중고도가 달라지는 것이지요
적도좌표계 (출처 : 네이버 지식백과)
위 적도좌표계를 잘 보시면
점선으로 표시된 원이 있는데 그 것이 바로 황도입니다.
황도는 천구 상의 태양의 궤도랍니다.
춘분점에는 0도, 하지점에는 23.5도, 추분점에는 0도, 동지점에는 -23.5도에요.
23.5라는 숫자가 굉장히 익숙하지 않나요?
네 바로 지구 자전축의 기울기와 같죠?이로 인해 태양의 적위와 지구 자전축 기울기가
무언가 밀접한 관련이 있다는 사실을 유추할 수 있겠습니다.
태양의 경우에는 지구를 기준으로 하여 적경과 적위가 1년을 주기로 바뀝니다.계절 별 남중고도
아까의 남중고도 구하기 공식을 다시 떠올려봅시다.
우리나라는 위도가 30도 이상이기 때문에
h = 90 - (φ - δ)
위 공식을 사용해야겠죠.
위 식의 괄호를 한 번 풀어볼까요?
h = 90 - φ + δ
이러한 식이 완성됩니다.
위도는 고정값이고, 적위만 변한다고 가정했을 때,
여기서 알아낼 수 있는 사실은 무엇일까요?
적위가 커질 수록 남중고도가 높아진다는 것이지요.아까 춘분점, 하지점, 추분점, 동지점의 적위를 각각 알려드렸는데
하지점의 적위가 23.5도로 가장 높았죠? 하지점에 위치할 때 우리나라는 여름이랍니다.
춘(봄), 하(여름), 추(가을), 동(겨울)
이렇듯 태양의 적위에 따라 계절의 변화가 나타나는 것이랍니다.
