シミュレーター / 太陽

冬至、太陽はどこまで高くのぼる? 南中高度を調べよう

2026年の冬至は12月22日5時50分。この日、太陽の南中高度は1年でいちばん低くなります。緯度と季節を動かして、南中高度と影の長さが変わるようすを確かめましょう。

2026年の冬至12月22日5時50分(国立天文台 暦要項)
地軸のかたむき約23.4度季節が変わる理由
南中高度の式90−緯度±23.4冬至は−、夏至は+、春分・秋分は0
東京(北緯35.7度)の冬至約30.9度理科ラボの計算(目安)

緯度と季節を動かして、南中高度を調べよう

南北高さ1mの棒

図:南中高度=90度−緯度+太陽の赤緯(冬至−23.4度、夏至+23.4度、春分・秋分0度)。棒の影の長さは1÷tan(高度)で求めた理科ラボの計算で、目安です。太陽が真上を通る範囲より南では計算式の高度が90度をこえるため、図では90度までで止めています。

なぜ、冬至は太陽が低いの?

地球は地軸が公転面に対して約23.4度かたむいたまま太陽のまわりを回っています。冬至のころ、北半球は太陽から遠ざかる向きにかたむき、太陽の光が地面にななめに当たります。そのため南中高度が低く、影は長くなり、昼の長さも短くなります。

冬至 約31度春・秋分 約54度夏至 約78度東京(北緯35.7度)、理科ラボの計算(目安)

東京の南中高度

冬至と夏至で約47度の差があります。
高い:せまく集まる低い:広くうすまる模式図です

光の当たり方

同じ光でも、ななめに当たると広い面積にうすまり、地面は温まりにくくなります。

観察のコツ

棒を立てて影をはかる

まっすぐな棒(1m)を平らな地面に立て、いちばん影が短くなる時刻に影の長さをはかります。影が北にのびて最短になる瞬間が南中です。棒は垂直に立て、地面は水平な場所で。

同じ場所で季節ごとにくらべる

冬至・春分・夏至ごろに同じ棒で同じ時刻の影をはかると、変化がわかります。自由研究に向いています。

南中の時刻は12時ではない

日本では経度のちがいで、南中は12時ちょうどにならないことが多いです。影の最短の時刻をさがしましょう。

太陽を直接見ない

太陽は絶対に目で直接見ません。影や図で調べるだけで十分です。

日だまりの角度でも気づける

冬の日差しは部屋の奥まで入ります。南中高度が低いからです。窓から床にさす光の長さを、季節ごとに見てみましょう。

理科の授業とのつながり

確認問題(3問)

問1 北緯35度の場所で、春分の日の南中高度は何度ですか。

答えを見る

90−35+0=55度。

問2 北緯35度で、冬至の南中高度は何度ですか。地軸のかたむきは23.4度とします。

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90−35−23.4=31.6度。

問3 冬至に、棒の影が1年でいちばん長くなるのはなぜですか。

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地軸がかたむいていて、北半球では太陽の南中高度が1年でいちばん低くなるから。

参考資料

  • 国立天文台「令和8年(2026)暦要項」 https://eco.mtk.nao.ac.jp/koyomi/yoko/2026/rekiyou262.html

南中高度と影の長さの計算は理科ラボの計算(目安)です。図と問題は独自に作成しています。