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冬至と夏至の天文学的な意味と地球の傾きが語る環境の違い

一般に暦で言うところの冬至や夏至は、気象学的に季節の分岐点を表すようなものと捉えている人が多いかと思います。

冬至は一年で一番昼が短く、夜が一番長い日で寒い冬の分岐点。
夏至は一年で一番昼が長く、夜が一番短い日で暑い夏の分岐点。

これは、冬と夏を表す基準となるモノですが、同時に天文学的な意味では地球という天体の非常に独特な特徴であり、この明確な冬至や夏至がある事で地球が生命に溢れる星である事も意味しています。

二十四節気の中の冬至と夏至

冬至と夏至とは、二十四節気(にじゅうしせっき)で表される、一年を24等分した季節の一部を言います。

二十四節気は、冬至や夏至以外にも聞き慣れた”大寒”や”立春”、”春分”、”立秋”、”秋分”などもそこに分類されるモノです。


「画像参照:Wikipedia」

もちろん、この事は多くの方がご存知だったと思いますが、基本的にこの二十四節気は四季を表すモノで、地球の1年の公転周期をバランス良く表現した分類方法でもあります。

つまり、この二十四節気は、地球の公転周期の中で微妙に変化して行く地軸の傾きを表しており、冬至と夏至は、地球の地軸が太陽の黄道上の視位置的に最大限に傾いた時に訪れる状態の事を指しています。

地軸の傾きとは?

地球の季節に四季がある大きな原因。

それは地球の地軸の傾きによるモノです。

地球の地軸は、地球が太陽を周る公転面(黄道)に対し約23.4度傾いています。



この傾きにより、地球には冬と夏が交互にやって来る四季が生まれ気候も安定し、北半球と南半球の季節が逆になっているのもこのためです。

また、冬と夏の大きな気候の違いは、時期によって地球と太陽の距離が違うというのではなく、地軸の傾きによって生じる日光の差し込む角度によるモノです。

冬至が訪れる冬場は、日光が差し込む角度が低くなり、太陽からのエネルギーを受ける時間が短くなる。

逆に夏至の時期の夏場は、日光の差し込む角度が高いことで、昼間の時間も長くなり、同時に太陽エネルギーを受ける時間も長くなります。

これにより、地球の大気や海流の循環が変動することによって、冬と夏の気候の変化も起こることになり、それは緯度が高くなるほど顕著に現れて来ます。

良く”四季の国・日本”と言いますが、日本列島の位置がそれほど高緯度でもなく低緯度でもない。
言わば北半球の中間地点にあるため、日本は季節のバランスの取れた温暖な気候になっているとも言えます。

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地軸の傾きは地球だけではない。

冒頭で、地軸の傾きは地球の独特な特徴と述べましたが、地球以外の太陽系の惑星もまた地軸の傾きは存在します。

その中でも、特に金星と天王星の地軸の傾きは極端で、
金星は177.36度とほぼ北極と南極が逆転しており、これにより見た目上では自転が逆方向になっています。

また天王星の自転傾斜角は97.86度と、公転面に対しほぼ横倒し。

何故、金星と天王星がこのようになったのか?
さらには、地球の地軸の傾きも何故なのか?

については、巨大な天体と衝突したジャイアント・インパクトなどの説ありますが、現在なところ明確な原因はわかっていません。


「画像参照:ジャイアント・インパクト想像図(Wikipediaより)」

地軸の傾きがもたらす地球の生命繁栄

我々の住む地球には四季があり、そこには冬と夏を区別するハッキリとした冬至と夏至が存在します。

このことは、地球の地軸が傾いているからこそ発生している自然現象でもありますし、それが地球の自然バランスを保ち、生命を繁栄させている大きな要因にもなっています。

しかし、地軸の傾きが無く、公転面に対し地球の地軸が垂直に自転していたとしたらどうなるのか?

この場合、当然ながら昼と夜の時間は12時間ずつとなります。
これは別に良いとして、恐ろしいのは地球に季節の移り変わりが全く無くなるという事です。

つまり、太陽が常に真上にある赤道付近は一年中真夏で灼熱の地域となり、
海は海水温が上昇。
陸地は砂漠化が進む温暖化の状態に。

一方の高緯度の地域は、一年中雪や氷に覆われ寒冷化が進む。



地軸の傾きが無かったら、生物が住めなくなるとまでは思いませんが、地球上で生命が住める場所は極端に限られてしまう可能性があります。

地球の地軸の傾きが安定しているのは月のおかげ!?

現在、地球の地軸の傾きは約23.4度ですが、この1,000万年の間で22度から24.5度の範囲で安定してきています。

この”安定”をもたらしているのは、他ならぬ衛星・月の存在が大きいとされています。

地球の衛星である月の大きさは地球の4分の1。
質量は81分の1ですが、太陽系の惑星と衛星の相対関係で、これほど大きな衛星を持つのは地球以外にありません。



そのため、月が地球に与える重力の影響は相当なモノで、その代表的な影響と言える自然現象が海の潮の満ち引き(潮汐力)でしょう。

その月の巨大な重力で、地球の地軸の傾きを安定させている事も、生命が生存出来ている要因となっているとされています。

しかし、残念ながら月は少しずつ(年間約3.5センチ)地球から遠ざかっており、このまま離れていって現在よりも10%遠くなった場合、もう地球の地軸は安定しなくなってしまうと考えられています。

もし、そのような状態なってしまった場合は、地球の生命を脅かすほどの気候変動が発生する事が、科学的な検証で推測されているのです。

「動画参照:YouTube (プライバシー ポリシー)

このように、地球と月との密接な関係は非常に重要で、例えば、月のような大きな衛星を持たない火星は地軸の傾きが不安定で、この1,000万年間で13度から40度の範囲で大きく変動しているため、太陽系の惑星の中で地球に最も似ていると言われる火星ですが、その環境は生命生存には決して向いているモノとは言えないでしょう。

つまり、地球に生命が繁栄出来ているのは月のおかげだとも言えるのです。

宇宙から見た冬至と夏至

話は戻りますが、実際、冬至と夏至を外から見たらどう見えるのか?

非常に興味をそそる画像がウェザーニュースに公開されていましたのでご紹介します。

それが、人工衛星が捉えた夏至と冬至の北半球の画像。


「画像参照:weathernews」

この画像は日本時間で2017年6月21日(夏至)と2017年12月21日(冬至)を撮影したモノで、冬至の状態では、太陽の日照角度が低いため、北極地方に光が当たっていないのが良くわかります。

このとき北半球の冬至では、北極地方に日が昇らない「極夜」の状態となっており、夏至では一日中日が沈まない「白夜」の状態となっています。

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