問1
★
日周運動
星は、日周運動によって1時間に約15°動いて見える。3時間では約何度動いて見えるか。
答えを見る
答え約45°
15 × 3。
中学理科 / 地学分野
Unit 39
地球の運動と季節
なぜ夏は昼が長く冬は短い？星が東から西へ動くのはなぜ？
地球の自転・公転と季節変化を図解で学ぼう。
🔄 自転🌍 公転📐 南中高度
1
地球の自転と日周運動
太陽や星が動いているのではなく、地球そのものが1日1回転（自転）しているために、空の星が東から西へ動くように見える。これが日周運動である。
地球は北極から見て反時計回りに自転（周期24時間）。そのため太陽・月・星が東から西へ動くように見える——これを日周運動という。
⏱️ 日周運動のポイント
- 太陽・星は1時間に約 15° 東から西へ動く（360° ÷ 24h = 15°/h）
- 北半球では太陽は東から昇り、南の空を通り西に沈む
- 北天の星（北極星付近）は反時計回りに回る（北半球）
- 南天の星は時計回りに回る（北半球から見て）
💡 なぜ北極星はほとんど動かないのか？
北極星は地球の自転軸（地軸）の延長線上、天の北極のごく近くにあるため、地球が自転しても見かけ上の位置がほとんど変わらない。他の星は地軸から離れているほど、天球上で大きな円を描いて動いて見える。
高校地学では、天体の位置を赤経・赤緯や地平座標（方位角・高度）で表し、日周運動を天球上の円運動として数式的に扱う。恒星時と太陽時のわずかなずれ（1日あたり約4分）も学習する。高校地学の範囲
2
地球の公転と季節
地球は地軸が斜めに傾いたまま太陽の周りを回っている。この傾きのせいで、太陽の光の当たり方が季節によって変わり、夏は昼が長く暑く、冬は昼が短く寒くなる。
地球は太陽の周りを約365.25日で公転する。地軸が公転面に対して約23.4° 傾いているため、季節が生じ、南中高度・昼の長さが変わる。
図1：地球の公転と季節。地軸の傾きにより太陽の南中高度と昼の長さが季節で変化する。
📐 南中高度の計算
- 春分・秋分の南中高度 = 90° − 緯度
- 夏至の南中高度 = 90° − 緯度 + 23.4°
- 冬至の南中高度 = 90° − 緯度 − 23.4°
- 例）東京（北緯35.7°）の夏至の南中高度 = 90° − 35.7° + 23.4° ≈ 77.7°
❌ よくある誤解
誤：地球が太陽に近づくから夏、遠ざかるから冬になる
正：地球と太陽の距離の変化はごくわずかで、季節の主な原因は地軸の傾きによる太陽光の当たり方（南中高度・日照時間）の変化である
実際には北半球が夏のとき地球は太陽からやや遠い位置にある（近日点は1月頃）。距離ではなく、地軸の傾きが季節を生み出す本質的な要因。
高校地学では、南中高度の公式を緯度と赤緯（太陽の天球上の位置）を用いた一般式として学び、地球以外の惑星の自転軸傾斜角と季節の有無（例：地軸がほぼ傾いていない水星には四季がない）を比較しながら理解を深める。高校地学の範囲
🎯 テストでの問われ方
定期テストでは、夏至・冬至・春分・秋分における南中高度を緯度から計算させる問題が頻出（公式を暗記して数値を代入する練習が必須）。季節が生じる理由を「地軸の傾き」というキーワードを使って説明させる記述問題、日周運動の速さ（15°/h）を利用した計算問題もよく出題される。
🎯 練習問題
まず自分で解いてから、「答えを見る」を押して確かめよう。
問2
★★
日周運動
ある星が、日周運動によって90°動いて見えるのにかかる時間は約何時間か。星は1時間に約15°動いて見えるものとする。
答えを見る
答え約6時間
90 ÷ 15。
問3
★★
南中高度（春分・秋分）
北緯35°の地点で、春分の日の太陽の南中高度は何度か。
答えを見る
答え55°
春分・秋分の南中高度 = 90° − 緯度。
問4
★★
季節が生じる理由
地球に季節の変化が生じるおもな原因はどちらか。
- ア地球が地軸を傾けたまま公転していること
- イ地球と太陽の距離が変わること
答えを見る
答えア
地球と太陽の距離の変化は、わずかである。
問5
★★★
南中高度（夏至）
北緯40°の地点で、夏至の日の太陽の南中高度は何度か。地軸の傾きは23.4°とする。
答えを見る
答え73.4°
夏至の南中高度 = 90° − 緯度 + 23.4°。
問6
★★★
南中高度（冬至）
北緯40°の地点で、冬至の日の太陽の南中高度は何度か。地軸の傾きは23.4°とする。
答えを見る
答え26.6°
冬至の南中高度 = 90° − 緯度 − 23.4°。
✅ この単元のまとめ
- 自転（24 h）→日周運動：星が東から西へ1時間に約15° 動く
- 公転（約365日）＋地軸傾き23.4°→季節変化
- 夏至：北半球が太陽に傾く→昼が長く南中高度が高い
- 冬至：北半球が太陽と反対の側に傾く→昼が短く南中高度が低い
- 年周運動：星座が1日約1° ずつ西へずれ、1年で一周する
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