낮과 밤의 길이가 계절에 따라 달라지는 이유

 

계절에 따른 별자리 분포 및 고도변화에 대한 완벽한 이해를 위한 개념정립

첫 번째, 낮과 밤의 길이가 계절에 따라 달라지는 이유

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정리

• 지구의 공전궤도를 수평으로 놓고 본다면, 지구의 공전축을 기준으로 자전축은 약 23.5° 기울어져 있음.
• 자전축이 기울어짐에 따라 위도에 따른 낮과 밤의 길이에 변화가 발생.

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그림을 통한 이해

• 그림A는 북반구가 여름일 때 지구의 위상을 나타냄.
• 그림B는 그림A 상태의 지구의 위상에서 자전축을 수직으로 정렬한 후 북반구와 남반구를 분리한 그림임.
• 그림B의 상태에서 지구가 고정된채로 무한히 회전한다고 상상해볼 수 있음.
• 이때, 북반구의 임의의 지점에 점을 하나 찍는다고 생각하면, 해당 점의 동선은 빨간 점선으로 표현할 수 있음.
• 임의의 점이 한 바퀴 회전한 이후 다시 제자리로 돌아왔을 때 하루가 지남.
• 점의 궤적을 통해 점이 지나간 낮의 영역과 밤의 영역이 다르다는 것을 알 수 있음.
• 이를 통해 낮과 밤의 길이가 다른 이유에 대한 이해가 가능함.
• 더불어, 점을 찍는 위치에 따라 낮과 밤의 길이가 달라질 수 있음을 알 수 있음.

그림 출처 :https://www.timeanddate.com/calendar/june-solstice.html

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번외1 : 적도지방이 덥고 극지방이 추운 이유

• 적도 지방과 극지방의 기온 차이는 태양의 고도에 따른 수열량(受熱量)의 차이로 이해할 수 있음.
  *수열량(受熱量) : 어떤 물질이 바깥으로부터 받아들이는 열의 양.
• 태양의 고도가 높다는 것은 단위면적당 태양으로부터 받는 에너지가 많다는 의미임.
• 위도가 높은 지역은 적도에비해 같은 에너지를 넓은 단면적에 나눠받게 됨.
• 이를 통해 적도지방과 극지방의 기온차이를 이해할 수 있음.

그림 출처 : https://justinboey.com/the-danger-of-the-sun-near-the-equator-understanding-the-risks-of-skin-cancer/

번외2 : 여름이 덥고 겨울이 추운 이유

• 계절에 따른 기온의 차이도 태양의 고도에 따른 수열량의 차이로 이해가 가능함.
• 여름은 태양의 고도가 높고 낮이 길기 때문에 수열량이 높고, 반대로 겨울은 수열량이 낮음.
• 이를 통해, 계절에 따른 기온차이에 대한 이해가 가능함.

그림 출처 : http://www.physics.wku.edu/~thlee/astr104/Seasons_6.pdf