夏至の日についての疑問です

質問

本を読んでいて気になった文章があります。
　夏至の日は太陽が北緯23.5°の天頂上にきて、23.5°地点が地球上で最も明るい場所になります。北緯がだんだん高くなると、太陽光は地球が丸いため入射角の傾きが大きくなり、いくらか弱くなり、光の当たる部分は増していきます。
　この文章がよくわからないのですがなぜ夏至の日は23.5°地点が一番明るいのでしょうか？できれば計算方法を教えてください。また「いくらか弱くなり」というところもよくわからないです。教えてください

回答No.3

chiezo2005 · ベストアンサー

#1です。
明るさと言うのは実はきわめて不明確な言葉で,答えるのが難しいのですが,地面に平行に置いた白い板の正面から見たときの輝度だと定義すると,
＃２の方の答えになります。
つまり,たとえば１メートルの正方形の板を辺を東西南北に平行に地面に置いたとすると,23.5度からθ度はなれた場所では真上よりθ度斜めに太陽光線が入射します。板に入ってくる光の断面積はCOSθになりますので,それが同じ1平方メートルの面積を照らすことになるので,輝度もCOSθになります。
実は事情はもう少し複雑で
空気のことも考えないといけません。
空気の中を光が通過するとその分減衰します。
太陽光線が空気の中を進む長さも23.5度のところが最短で,そこからθ度はなれたところでは１/COSθだけ長い距離を進む必要がありその分も暗くなる原因になります。などなど,細かく計算しだすとまだまだいろいろなことを考えないといけなくなります。
以下のHPは非常に良く書かれていますので,参考にしてください。
難しい式はわからなくても,雰囲気だけでもためになると思います。

参考URL：

http://www.anfoworld.com/Lights.html

回答No.2

SortaNerd

その地点の緯度と北緯23.5°の差のcosに比例すると思います。

回答No.1

chiezo2005

地球の自転軸（地軸）が公転面に対して23.5度傾いているのはご存知ですよね。夏至の日はこの地軸がちょうど太陽の方向に傾いている状態です。したがって，赤道から23.5度のところで太陽が天頂（お昼に真上）に来ます。したがって，地面に直角に光があたりますから，単位面積当たりの光エネルギーが最大になるため，もっともあかるい場所となります。それ以外のところでは斜めに地面に当たることになるので，同じ太陽のエネルギーが広い面積に照射されることになるため暗くなります。

補足

回答ありがとうございます。もう一つ質問したいのですが23.5°地点は一番明るいというのはわかったのですが、23.5°地点とその他の斜めに光が当たる場所では明るさはどのくらい違うのでしょうか？具体的な数字は出せないのでしょうか？