계절의 변화 시뮬레이션은 어떻게 쓰나요?
공전과 자전축 탭에서는 지구를 손가락이나 마우스로 끌어 태양 둘레를 돌려요. 빨간 선이 자전축인데, 1년 내내 같은 쪽으로 23.5° 기울어져 있어요. 오른쪽(휴대폰은 아래) 그림은 옆에서 본 지구라서, 6월에는 북극이 해 쪽으로, 12월에는 해 반대쪽으로 기운 모습이 보여요. 노란 선은 내 위도에서 낮인 부분, 보라 선은 밤인 부분이에요.
해의 길과 그림자 탭은 남쪽 하늘을 보고 선 모습이에요. 날짜와 시각을 바꾸면 해가 하늘에서 지나가는 길과 1 m 막대 그림자 길이가 바로 바뀌어요. 하지·춘분·동지의 해의 길을 점선으로 겹쳐 보면, 여름에는 해가 높고 길게, 겨울에는 낮고 짧게 지나가는 것을 한눈에 비교할 수 있어요.
1년 그래프 탭에서는 남중 고도, 낮 길이, 정오 그림자 길이가 1년 동안 어떻게 바뀌는지 그래프로 봐요. 처음 위도는 브라우저가 알려 준 지금 있는 곳(못 받으면 서울)이고, 위도 슬라이더나 적도·북극 단추로 다른 곳과 비교할 수 있어요. 위치는 이 기기 안에서 계산에만 쓰고 저장하거나 보내지 않아요.
🧮 계산에 쓰는 식
남중 고도 = 90° − 위도 + 태양 적위 (북반구, 태양 적위: 하지 +23.5° · 춘분·추분 0° · 동지 −23.5°)
낮 길이: cos H = −tan(위도) × tan(적위), 낮 길이 = 2H ÷ 15° (시간) (시뮬레이션은 공기 굴절과 해의 크기까지 넣어 조금 더 길게 계산해요)
그림자 길이 = 막대 높이 ÷ tan(태양 고도)
예) 서울(북위 37.6°) 하지: 90 − 37.6 + 23.5 = 75.9°, 동지: 90 − 37.6 − 23.5 = 28.9°
❓ 자주 묻는 질문
여름이 더운 것은 지구가 태양에 가까워서인가요?
아니에요. 지구 궤도는 거의 원이라서 거리 차이는 약 3%뿐이고, 오히려 북반구 겨울인 1월 초에 태양과 가장 가까워요. 계절은 자전축이 기울어져 남중 고도와 낮 길이가 바뀌기 때문에 생겨요.
자전축이 안 기울어졌다면 어떻게 되나요?
태양 적위가 1년 내내 0°라서 날마다 남중 고도와 낮 길이가 같아요. 적도는 늘 덥고 극지방은 늘 추운 채로, 계절 변화가 없어요. "자전축이 안 기울어졌다면?" 단추를 눌러 직접 비교해 보세요.
춘분인데 낮이 12시간보다 조금 긴 까닭은 무엇인가요?
해가 뜨고 지는 시각은 해의 윗가장자리가 지평선에 닿을 때를 기준으로 하고, 공기가 빛을 꺾어(굴절) 해가 조금 더 일찍 떠 보이기 때문이에요. 그래서 춘분·추분에도 낮이 12시간보다 몇 분 길어요.