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▶ 지구의 공전과 계절 |
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지구는 하루에 한 바퀴씩 제자리에서 도는 자전 운동을 하는 것과 동시에 일년에 한 바퀴씩 태양의 주위를 도는 운동도 합니다. 이것을 지구의 공전이라고 하는데, 시간 당 106,000 km씩 이동합니다.
지구가 태양 주위를 한 바퀴 돌면서 만드는 원을 공전궤도라고 하고, 공전궤도가 만드는 평면을 공전면이라고 합니다.
(※ 실제로는 태양이 지구보다 훨씬 큽니다. 그렇지만 우리로부터 아주 멀리 있어서 작아보입니다.)
그런데 지구가 태양 주위를 돌 때 똑바로 서서 돌지 않아요. 조금 삐딱하게 서서 돕니다. 그러니까 지구의 자전축이 공전면과 약 67°의 각도를 이루고 있답니다. 어떤 사람들은 지구가 똑바로 서있지 않고 23°기울었다고도 표현합니다.
바로 이 사실이 봄, 여름, 가을, 겨울이 생기는 원인이 됩니다. 왜 그런지 이해하기 위해 먼저 지구 위의 한 지역을 선택합니다. 우리 나라의 위치인 북위 40°정도로 해 볼까요?
지구는 하루에 한 번 자전하므로 하루동안 시각에 따라 태양을 바라보고 있는 면이 다르지요.
따라서 봄, 여름, 가을, 겨울의 차이를 비교해 보려면 하루 중의 똑같은 시각을 비교해야겠지요. 우리가 표시한 곳이 태양과 똑바로 마주보고 있는, 하루 중 태양의 고도가 가장 높은 시각을 서로 비교해 보도록 하지요. 위 그림의 2 번째 대낮의 경우에 해당하겠지요. 이제 지구본을 사용하여 각 계절 별로 태양의 고도와 그림자의 길이를 알아봅시다.
여러 위치에서의 태양의 고도와 그림자이 길이는 다음과 같습니다.
태양의 고도는 (가)에서 가장 높고, (다)에서 가장 낮습니다. 이 결과를 실제 지구와 태양에 적용해봅시다. 아래 그림의 각 위치에서 태양의 고도를 그려봅시다.
그러니까 북반구가 태양 쪽으로 기울어 있어 태양의 고도가 가장 큰 (가) 위치는 사계절 중 가장 더운 여름입니다. 그리고 북반구가 태양의 반대쪽으로 기울어 있어서 태양의 고도가 가장 낮은 (다) 위치는 사계절 중 가장 추운 겨울입니다. 그리고 북반구가 거의 기울어 있지 않아 태양의 고도가 중간 정도이면서 겨울에서 여름으로 가는 중간에 있는 (나) 위치는 따듯한 봄이고, 태양의 고도가 중간 정도이면서 여름에서 겨울로 가는 중간에 있는 (라) 위치는 선선한 가을입니다.
정리하면, 북반구에 있는 우리나라에 봄, 여름, 가을, 겨울의 4계절이 생기는 이유는 지구의 자전축이 조금 기울어 태양 주위를 공전하기 때문입니다. 지구의 자전축이 태양 쪽으로 기울면 여름이고, 태양 반대쪽으로 기울면 겨울입니다.
혹시 태양을 중심에 두고 지구가 태양 주위를 도는 실제 상황으로 이해하는 것이 어렵게 느껴진다 구요? 그렇다면 지구가 중심에 서 있고 태양이 주위를 돈다고 가정하고 봄, 여름, 가을, 겨울이 생기는 이유를 이해하는 방법을 다음 절에서 살펴보세요.
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