至点(夏至・冬至)とは|定義・日時・天文学的仕組みと半球の違い

夏至・冬至の定義と日時、天文学的な仕組み、北半球と南半球の違いを図解でわかりやすく解説。

著者: Leandro Alegsa

定義:至点(夏至・冬至)とは

至点は、太陽の赤緯(天球上の緯度に相当する角度)が1年のうちで最も北または最も南に達する瞬間を指します。北側へ最大に傾くときが北半球の夏至(太陽の赤緯が約+23.44°)、南側へ最大に傾くときが北半球の冬至(赤緯が約−23.44°)です。これにより、太陽の直上点(その瞬間に太陽が真上に来る地点)は南北に移動し、年のうちで最も昼が長くなる日と最も短くなる日が生じます。

天文学的な仕組み

地球は太陽の周りを回っています。地球の自転軸は公転面(黄道面)に対して約23.44度傾いているため、太陽光が地球に当たる角度は季節に応じて変わります。地球は太陽の周りを楕円形に公転するため、その位置に応じて地球に届く太陽光の向き(赤緯)が年中で変化します。

太陽の見かけの位置は赤緯が変化し、春分・秋分の頃には太陽が赤道の上を通過します(春の始まり、秋の始まり)。一方で、夏至のころは太陽の赤緯が最も北に達し、冬至のころは最も南に達します。これが季節と昼夜長短の主な原因です。

日付・日時

  • 北半球の夏至は例年6月20日〜22日頃、冬至は12月20日〜23日頃に起こります。南半球ではこの逆で、6月のその日が冬至、12月のその日が夏至になります。
  • 「夏至」「冬至」は瞬間(天文学的な至点)が定まる日時が存在し、その瞬間は年ごとに協定世界時(UTC)で決まります。日本では時差のため日付が前後することがあります。

半球による見え方の違い

6月の至点では、太陽の直上点は北緯約23.44度(北回帰線)付近に達します。原文では次のような記述がありましたが、ここで意味を整理します:6月至には北緯23.5度で北回帰線の上を通過する。このとき、北半球では一年で最も昼が長く、夏至と呼ばれます。南半球では同時に一年で最も夜が長く、冬至です。

逆に12月の至点では、太陽の直上点は南緯約23.44度(南回帰線)付近に達します。原文の表現の一部に混乱がありましたが、正しくは:12月至には、南緯23.5度で南回帰線の上にあります。このとき南半球は夏至で一年で最も昼が長く、北半球は冬至で一年で夜が最も長くなります。

昼の長さと太陽高度の変化(簡単な説明)

ある地点での昼の長さは、その地点の緯度と太陽の赤緯によって決まります。夏至に近いほど、太陽はその半球の天空で高く上り、日没・日の出の時間差が大きくなって昼が長くなります。一方、冬至に近いほど太陽高度は低くなり昼が短くなります。正午直上に太陽が来る緯度(太陽が直角に照らす緯度)も至点で年に一度、北回帰線または南回帰線に到達します。

語源と歴史

「夏至」「冬至」という言葉は古くから各地で重要な暦の節目として扱われてきました。語源的には、ラテン語の単語 sol(太陽)と sistere(止まる・静止する)が合わさった solstitium が由来とされ、「太陽が止まる(見かけ上ほとんど同じ位置に留まる)」という意味が含まれます。

暦の面では、冬至や夏至の暦上の日付は暦法によって扱いが変わります。例えば、冬至が暦上で安定した時期に来るようにするために、1582年に教皇グレゴリオ13世が教皇グレゴリオ13世がグレゴリオ暦を導入し、暦と季節のずれを修正しました。ただし、至点そのものは天文学的現象であり、暦の変更とは独立して発生します。

観察と留意点

  • 至点は「日」として定義されることが多いですが、実際には「瞬間」が存在します。その瞬間が属する暦日(日本時間など)で夏至・冬至と呼ばれます。
  • 極地に近い地域では、夏至の時期に日が沈まない白夜が、冬至の時期に太陽が昇らない極夜が発生します。
  • 天文学的な詳細(太陽の赤経・赤緯、地球の歳差や章動など)を考慮すると、至点の時刻や太陽の見かけの位置は高精度な計算で求められます。

まとめ

至点(夏至・冬至)は、地球の自転軸の傾きと公転によって生じる太陽の赤緯の極値を指す天文学的な現象です。北半球と南半球で季節の意味は逆になり、暦や文化的行事とも深く結びついてきました。上で触れたリンクや用語(地球は〜など)を参照すると、さらに詳しい関連情報を確認できます。

この図は冬至の北半球の地球の照度を示しています。Zoom
この図は冬至の北半球の地球の照度を示しています。

質問と回答

Q:冬至とは何ですか?


A:冬至とは、太陽が北回帰線までの距離が最も大きくなる時刻のことです。また、夜が最も長い北半球では1年で最も昼が短く、冬至と呼ばれています。

Q:いつ起こるの?


A: 北半球では12月21日頃、南半球では6月21日頃です。

Q: 1日のうち、太陽光はどこに届くのですか?


A: 1日のうち、太陽の光は緯度に対して直角に届きます。春と秋の始まりには赤道を通過し、6月夏至には北回帰線を北緯23.5度で通過し、12月夏至には南回帰線を南緯23.5度で通過しています。

Q:「夏至」とはどういう意味ですか?


A:夏至の語源はラテン語で太陽を意味する「Sol」と動かないことを意味する「sistere」からきており、冬至は冬に太陽が止まっていることを意味しています。

Q:地球は太陽の周りをどのように回っているのですか?


A:地球は太陽の周りを楕円状に回っており、太陽が輝いている点は、南回帰線と南回帰線の間を移動しています。

Q:グレゴリオ暦が導入されたのはいつですか?


A: グレゴリオ暦は1582年にローマ教皇グレゴリウス13世によって導入されました。

Q:冬至はなぜお祝いするのですか?


A:冬至は、グレゴリオ暦が導入された1582年から祝われています。北半球では夜が最も長く、昼が最も短く、南半球では昼が最も長く、夜が最も短いことを意味します。


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