【天体の動きと地球の自転・公転12】年周運動と公転(5) 昼の長さと季節

ところで前回のモデル実験からどんなことがわかるのでしょうか。

まず、A(3月)とC(9月)ですが、地軸は地球に当たる太陽の光線に対して垂直になっています。
ということは地軸の傾きの効果がないということです。ちょっと何言ってるかわからないかもしれませんね。
もう一度実験の全体図を見て、地軸がどちらに傾いているか確認してみましょう。
3407-09.jpg
この写真を撮っているカメラからみると、北極側が右、南極側が左になるように傾いています。

そのため、太陽(ライト)の左側にあるBは、地軸の傾きによって太陽から見ると北半球側がよく見えます。つまり、北半球によく光が当たっていることになります。
3407-11.jpg

同様に太陽(ライト)の右側にあるDは、南半球に光がよく当たります。
ところがAやCはというと、地軸は傾いていても地軸は太陽光線に対して垂直なので、太陽からみると、北半球を向けているとか南半球がよく見えるというのはなく、ちょうど赤道で北半球と南半球が仲良く半分ずつみえます。

なので、A(3月の春分)、C(9月の秋分)は地軸の傾きの(影響が)ない地球で説明できます。

ここでの昼と夜の長さについて考えてみましょう。
で、その前に、地球に地球にピンが4本刺してあったのは気づきましたか。
青は北極点、黄色は日本(北半球)、赤が赤道、そして緑が南半球を指しています。
3407-12.jpg

地球が自転すると、各点は次のように動いていきます。
3408-1.png

これをAやCにあてはめてみると、地軸の傾きがないので、ちょうど横からあたっているのと同じです。上から青、黄、赤、緑の輪っかはそれぞれ左半分の薄い青のところ、すなわち夜の部分と右半分の白いところ(昼)とではどちらが長いでしょうか。
どれも昼夜半分ずつですね。
3408-2.png

ところが6月のBとなると、そうはいきません。
日本付近に当たる黄色い輪は白い部分にかかっている方(つまり昼間)が長いです。
北極の青い輪に至っては、全部白い部分です。つまり太陽は一日中沈まず、夜にならない「白夜」が続くのです。
一方、南半球の緑の輪は青い部分にかかっている方が長いです。つまり夜が長いってこと。
赤道は昼夜仲良く12時間ずつですが。
昼間、太陽が出て地球を暖めているとすれば、昼が長いとよく温まり、気温が高くなり、夏になるということです。確かに日本では6月ごろは梅雨もありますが、だんだん暑くなっていきますよね。
ということは南半球では逆に冬ということになります。北半球と南半球では季節が逆転しているのです。
この特徴が最も顕著になる日が6月22日ごろにある、夏至(げし)です。定義上は、冬真っ盛りの南半球でも問答無用で「夏至」となります
3408-3.png

ここまで説明すれば、Dはもうお判りでしょう。Bの逆をいけばいいのです。
北極点…ずっと夜。24時間夜。極夜(きょくや、 polar night)といいます。
日本…夜が長いです。特に当時は1年で一番夜が長い日ですね。寒い冬です。
南半球…今度はこちらが昼が長くなり、その結果、夏になります。
赤道…律儀に昼夜12時間ずつ。
南半球のオーストラリアでは、半そでのサンタさんがサーフィンしてやってくるらしいです。
3408-4.png




ちなみに、地軸の傾いていない地球を使うとどうなるでしょうか。
3407-15.jpg

BとDだけ示しますが、北半球と南半球が半々になってしまいました。もちろんAもCも同じです。一年中毎日が春分・秋分。つまり夏や冬のような季節ができないってわけです。
3407-16.jpg 3407-17.jpg

つまり、地軸が傾いていたからこそ、BとDで光の当たり方の差が生まれた、すなわち季節が生じていたといえます。

これは対照実験の一種です。地軸が傾いていて季節が生じた実験に対し、「地軸が傾いていない」ということ以外は全く同じ条件で実験をし、「季節ができない」という元の実験と異なった結果を得る。ここから「季節が生じるのは地軸が傾いている必要がある」と結論づけることができます。対照実験というと生物領域オンリーという感じがしますが、化学領域や地学領域でも使ってみたい便利な手法の一つです。




さてここまでの話は、
昼間が長い → それだけ地球を暖める → 暖められた部分は気温が上がる → 夏になる
というロジックでした。

では、ここでちょっと考えてみて。
北極と赤道って、どっちが暑い? 赤道だよね。
じゃあ地球がBの位置にあるとき、赤道と北極ではどちらが昼の長さが長い?
赤道では昼夜12時間ずつ、北極では白夜で24時間太陽が沈まない…、北極の方が長い??

あれ、おかしくね???

「オレ達はとんでもない考え違いをしていたんだ」
「大本の情報が間違っていたとしたら……!!」
「おれ達は人類の命運にかかわる大事件に足を踏み入れたのかもしれん……」
「つまり最初から……ノストラダムスはすべてを予言していたんだよ!!!」


      ,.ィ , - 、._     、
.      ,イ/ l/       ̄ ̄`ヽ!__
     ト/ |' {              `ヽ.            ,ヘ
    N│ ヽ. `                 ヽ         /ヽ /  ∨
   N.ヽ.ヽ、            ,        }    l\/  `′
.  ヽヽ.\         ,.ィイハ       |   _|
   ヾニー __ _ -=_彡ソノ u_\ヽ、   |  \   
.      ゙̄r=<‐モミ、ニr;==ェ;ュ<_ゞ-=7´ヽ   >
.       l    ̄リーh ` ー‐‐' l‐''´冫)'./ ∠__  
       ゙iー- イ'__ ヽ、..___ノ   トr‐'    /    
       l   `___,.、     u ./│    /_ 
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           >、`ー-- '  ./  / |ヽ     l/ ヽ   ,ヘ
      _,./| ヽ`ー--‐ _´.. ‐''´   ./  \、       \/ ヽ/
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MMRのキバヤシさんはおいといて、前回出てきたこれをもう一度見てみましょう。
ノストラダムスの大予言ではありませんが、私たちが見落としていた何かを気づかせてくれるかもしれません。

水を温めるために加熱するとき
(1) 加熱時間は長い ほど温度は上がる。
(2) 火力は 強い ほど温度は上がる。



次回は「なんちゅー高度な…」といいたくなるくらい高度な話です。
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