天体の図は どこから読み始めればよいですか
まず観測する場所を決め、北極点・赤道・太陽の方向を書き込みます。緯度は南北の位置、経度は東西の位置を表す角度です。図の上をそのまま北と考えず、観測者の立場で方位を確かめましょう。
地球を球として考える
地球の直径はおよそ1万3000kmです。実際には赤道方向に少しふくらんでいますが、天体の基本問題では球として扱うと位置関係を整理しやすくなります。北極点と南極点を結ぶ地軸を描き、その真ん中に、地軸と直角になる赤道面を置きます。
観測する人は球の表面に立っています。その人にとっての真上は地球の中心から外へ向かう方向です。断面図では、立っている地点で円に接する直線が、その場所の水平な地面を表します。紙の下辺をいつも地面にするわけではありません。
緯度と経度は基準が違う
緯度の基準は赤道です。赤道を0度とし、北側を北緯、南側を南緯で表し、どちらも90度まで測ります。球のモデルで北緯35度を描くなら、地球の中心で、赤道面から北へ35度の方向に線を引きます。同じ緯度の地点を結んだ線が緯線です。
経度の基準は0度の本初子午線です。東へ測ると東経、西へ測ると西経となり、それぞれ180度まで表します。同じ経度の地点を結び、北極点と南極点をつなぐ線が経線です。緯度だけでは同じ緯線上のどこかまでしか決まりません。緯度と経度を組み合わせると、地球上の位置を示せます。
方位は観測者の足元で決める
北極・南極以外の地点では、経線に沿って北極点へ向かう側が北です。地球の図に小さな人を置き、その人の足元に北の矢印を描いてみましょう。北を向いて立つと右が東、左が西、背中側が南です。南を向けば、左右に見える東西は入れ替わります。
たとえば南の空を描いた図では、左が東、右が西です。「東はいつも図の右」と覚えると、太陽や月の動きを反対に読んでしまいます。図の端に方位を書くだけでなく、誰がどちらを向いて見た図なのかも一緒に確かめてください。
時刻の計算では一周を基準にする
地球が太陽に対して約24時間で一回転する基本モデルでは、360度を24で割って、1時間に15度と考えます。経度差30度なら時刻差は2時間です。日本標準時は東経135度に対応し、協定世界時より9時間進んでいます。
ただし、実際の太陽が南中する時刻は、場所や日によって変わります。「太陽が南中した場所を12時とする」という問題の約束と、腕時計の12時を区別しましょう。復習では、北緯35度の角度、観測者の北、太陽の方向の三つを、自分で描き直せれば次の太陽の学習につながります。
確認の問い
緯度と緯線の違いを、赤道を描いた地球の図で説明しましょう。
緯度は赤道から南北への位置を示す角度で、緯線は同じ緯度の地点を結んだ線です。
南を向いた観測者にとって、東と西はそれぞれ左右のどちらですか。
左が東、右が西です。
WATCH & REVIEW
この記事の元になった授業
元の授業では、図を描く手順を確かめながら復習できます。視聴後は、この記事の確認の問いを自分の言葉で説明してみましょう。
9.28早朝暗記特訓 地球・緯度・経度（アーカイブ）
編集補足：時刻を比べる前に、時計の約束をそろえる
経度の問題で「東の地点は時刻が進む」と覚えていても、何の時刻かを落とすと説明がずれます。ここで計算するのは、各地点で太陽の南中を12時とする単純化した時刻です。日本国内で東西へ移動しても、腕時計の日本標準時をそのたびに直すわけではありません。問題のモデルの時刻と、社会で共通に使う時計表示を分けましょう。 まず二地点を同じ緯線上に置き、東西の順番を書きます。次に経度差を求め、15度を1時間に直します。最後に、東の地点へ進むなら時刻を進め、西の地点へ戻るなら時刻を戻します。数字だけの引き算で始めず、図のどちらが東かを残しておくと、足すか引くかを確かめられます。
例題1：経度差から時刻を求める
一周24時間の模型で、東経120度のAが10時のとき、東経150度のBでは何時ですか。両地点の太陽に基づく時刻を比べ、標準時の区分は考えません。 答え：12時です。 経度差は150−120＝30度、時刻差は30÷15＝2時間です。BはAより東にあるので、10時から2時間進めます。10−2＝8時としてしまったら、計算の前の東西の配置へ戻ってください。同じ30度差でも、西側の地点を求める場合は引き算になります。
例題2：二つの位置は同じか
Cは北緯30度・東経140度、Dは北緯40度・東経140度です。CとDは同じ緯線上ですか、同じ経線上ですか。また、経度差による時刻差は何時間ですか。 答え：同じ経線上で、経度差による時刻差は0時間です。 南北の位置は違いますが、経度は等しいので差はありません。北緯の数字の差10度を15で割る計算は、使う角度を取り違えています。位置を表す二つの数のうち、今回どちらを比べるかを先に選びます。 緯度差があっても時刻差はないという結果から、昼の長さまで等しいと広げてはいけません。昼の長さは季節や緯度にも関係します。時刻、太陽の高度、昼の長さは、別の問いです。一つの答えが出た後も、求めていない量についてまで決めつけないことが、天体の図を正しく読む練習になります。
