🌗지구의 기울기 23.4°
지구의 자전축은 공전 궤도면에 대해 23.4° 기울어 있어요. 그래서 해가 하늘에서 지나는 길(황도)이 천구 적도와 23.4° 어긋나고, 해의 높이와 낮의 길이가 계절마다 달라져요.
정오의 해 높이 = 90° − |위도 − 해의 적위|. 낮의 길이는 해 윗가장자리가 지평선에 걸린 때부터 재고 대기 굴절을 넣었어요.
황도: 해가 별 사이를 지나는 길
지구가 공전하면 지구에서 본 해는 별들 사이를 하루 약 1°씩 동쪽으로 옮겨 가 1년에 한 바퀴를 돌아요. 이 길이 황도예요. 지구의 적도면과 공전면이 23.4° 기울어 있으니, 황도도 천구 적도와 23.4° 기울어 있어요.
그래서 해의 적위는 한 해 동안 +23.4°(하지)와 −23.4°(동지) 사이를 오가요. 황도와 천구 적도가 만나는 두 점이 춘분점·추분점이고, 춘분점은 적경을 세는 기준이에요.
계절은 해의 높이 때문
해의 적위가 바뀌면 같은 장소에서도 정오의 해 높이와 낮의 길이가 바뀌어요. 해가 높을수록 같은 햇빛이 좁은 땅에 몰려 땅이 더 데워지고, 낮이 길수록 오래 데워져요. 서울에서 계산해 보면 이래요.
| 날 | 정오의 해 높이 | 낮의 길이 |
|---|---|---|
| 하지 (6월 21일 무렵) | 76° | 14시간 46분 |
| 춘분·추분 (3월 20일, 9월 23일 무렵) | 52° | 12시간 8분 |
| 동지 (12월 22일 무렵) | 29° | 9시간 34분 |
달과 행성도 황도 가까이
행성들의 공전면은 지구 공전면과 몇 도밖에 기울지 않아서, 행성은 늘 황도 근처에서 보여요. 달의 궤도는 황도와 약 5° 기울어 있어서, 삭·망이 달이 황도를 지나는 자리(교점) 근처에서 일어날 때만 일식·월식이 생겨요. 플레이트 솔버가 사진에 해·달·행성을 그릴 때도 이 궤도를 계산해요.
기울어진 축이 도는 세차 운동
지구 자전축은 기울기는 거의 그대로인 채, 팽이처럼 약 2만 6천 년에 한 바퀴 원을 그리며 돌아요(세차 운동). 그래서 천구의 북극이 별 사이를 천천히 옮겨 가요.
- 지금은 북극성 근처지만, 피라미드를 쌓던 무렵에는 용자리 투반이, 1만 2천 년쯤 뒤에는 직녀성이 북극 가까이 와요.
- 춘분점도 황도를 따라 1년에 약 50″(72년에 1°)씩 움직여요. 그래서 2천여 년 전에 정한 점성술의 별자리 날짜와, 지금 생일에 해가 실제로 있는 별자리가 한 칸쯤 어긋나요.
- 기울기 자체도 약 4만 1천 년 주기로 22.1°~24.5° 사이를 천천히 오가요. 지금 값은 약 23.44°예요.