이 실험 소개
지구를 태양 주위로 일 년 동안 공전시키며 태양 직하점이 두 회귀선 사이를 이동하는 모습을 살펴보세요. 지구의 자전축은 우주 공간에서 같은 방향을 계속 가리키므로, 각 반구는 일 년 중 절반 동안 태양 쪽으로 기울어집니다. 원하는 위도를 선택하면 날짜에 따라 낮의 길이와 정오의 태양 높이가 어떻게 변하는지 확인할 수 있습니다.
학습 목표
- 태양과의 거리가 아니라 자전축의 기울기로 계절 설명하기
- 하지·동지와 춘분·추분 때 태양 직하점의 위치 찾기
- 극야와 백야를 포함해 위도와 날짜에 따른 낮의 길이 변화 설명하기
- 주어진 위도와 날짜의 정오 태양 고도 계산하기
사용 방법
- 1‘1년 재생’을 누르거나 날짜 슬라이더를 드래그하여 지구가 궤도를 따라 움직이는 모습을 살펴보세요.
- 2하지·동지 또는 춘분·추분 버튼을 클릭하면 해당 날짜로 이동합니다.
- 3관측자의 위도를 자신의 도시로 설정하세요. 주황색 고리와 점이 지구본에서 그 위치를 표시합니다.
- 4낮의 길이와 정오의 태양 고도를 확인하고, 연간 일조 시간 그래프의 점을 따라가 보세요.
모델
가정
- 궤도를 원으로 간주하므로 지구와 태양 사이 거리의 미세한 변화는 무시합니다.
- 낮의 길이는 태양의 중심을 기준으로 계산하며, 실제로 몇 분을 더해 주는 대기 굴절은 무시합니다.
- 크기, 거리, 자전 속도는 축척에 맞지 않습니다.
수업에서 해 보기
- Q1지구 어디에서나 낮의 길이가 정확히 12시간인 날짜는 언제인가요?
- Q2위도를 북위 70°로 옮기세요. 백야와 극야가 나타나는 날짜를 찾아보세요.
- Q3중국이 겨울일 때 호주는 왜 여름인가요?
- Q46월 동지에 해당하는 날짜에 내 위도에서 정오의 태양 고도를 계산한 다음, 여기서 확인해 보세요.
자주 묻는 질문
계절은 지구가 태양에 더 가까워져서 생기나요?
아니요. 실제로 지구는 1월 초에 태양에 가장 가까워집니다. 계절은 지축의 기울기 때문에 생기며, 이 기울기가 태양의 각도와 낮의 길이를 바꿉니다.
태양 직하점이란 무엇인가요?
정오에 태양이 바로 머리 위에 오는 곳입니다. 1년 동안 북회귀선과 남회귀선 사이를 이동합니다.
북극권은 왜 북위 66.56°에 위치할까요?
지축의 기울기를 90°에서 뺀 값입니다. 이 선의 북쪽에서는 6월 하지에 태양이 하루 종일 지평선 위에 있습니다.