地軸に対して斜めに当たる太陽からのエネルギー

　地球は地軸を23.4度傾けながら、1年間かけて太陽のまわりを公転しています（図1）。

　地球から太陽までの距離は、太陽までの平均距離（約1億5000万キロ）を1天文単位とすると、冬至の頃（12月22日頃）が0.893天文単位、夏至の頃（6月21日頃）が1.017単位です。

　太陽から受ける単位面積当たりのエネルギー量は、距離の二乗に反比例しますので、太陽からの距離が長くなる夏至の頃は、冬至の頃に比べて93.4パーセント（≒（0.983÷1.017）×（0.983÷1.017））しかありません。

　しかし、太陽の光が斜めから入射する場合と、真上から入射する場合では、単位面積当たりの光の量が違うため、北半球についていえば、太陽の方に向いている夏至の頃に太陽の光（エネルギー）を一番多く受け取ります。

　これに対し、冬は斜めから太陽の光が入射しますので、太陽に近くなるといっても、受け取る太陽のエネルギーは一番少なくなります。

　夏至の頃の北極付近は、太陽の高度角は23.4度まであがりますが、赤道付近の高度角66.6度よりも小さいため、赤道付近よりも太陽からのエネルギー量は少なくなります（図2）。

　しかし、これは１日の最大値での話です。

　赤道付近は、朝晩は最大値よりも小さな値となり、夜間はゼロになります。

　これに対して、北極付近は太陽が沈まず、高度角は１日中23.4度くらいです。

　このため、１日当たりでは、北極付近は1平方メートルあたり45×100万ジュールと、赤道付近の35×100万ジュールより多くなります（図3）。

　また、日本付近の北緯20度から北緯45度も、40×100万ジュールですので、赤道付近より多くなります。

梅雨期間中の晴れ間

　夏至の頃の日本列島は、梅雨で日射が遮られることが多いのですが、晴れると赤道付近よりも多くの太陽からのエネルギーが降りそそぎます。

　このため、気温が高くなり、紫外線も強くなります。

　令和4年（2022年）は、6月20日に沖縄地方で梅雨明けし、鹿児島県奄美地方も、まもなく梅雨明けしそうです。

　太平洋高気圧の強まりとともに、沖縄付近にあった梅雨前線が北上し、西日本から東日本、東北地方では梅雨本番をむかえています。

　ウェザーマップの16日先までの天気予報をみると、新潟など日本海側の地方では、降水の有無の信頼度が5段階で一番低いEや二番目に低いDが多い予報ですが、傘マーク（雨）や、黒雲マーク（雨の可能性がある曇り）の日が続きます（図4）。

　これに対し、東京など太平洋側の地方は、空梅雨気味で、白雲マーク（雨の可能性がほとんどない曇り）やお日様マークがほとんどという予報です（図5）。

　来週早々にも関東甲信地方の梅雨明けしても、おかしくない予報です。

　これは、梅雨前線が本州の日本海側に停滞することが多いためです。

　日本海側の地方を中心に大雨に警戒が必要ですが、同時に太平洋側の地方を中心に、高温と紫外線にも警戒が必要というのが、今年の梅雨の特徴です。

気象予報士試験における夏至に関する設問

　平成25年1月の気象予報士試験の学科（一般）では、夏至の日に関して次の正誤問題が出題されています（わかりやすさのため、問題の一部を抜粋）。

　答は、どちらも正です。

　（a）の問題は、地球の地軸は公転軌道から23.4度傾いていることから、夏至が北極付近の太陽高度は23.4度で、赤道付近の66.6度より低いことから、誤りとしがちな引っかけ問題です。

　また、（b）の問題は、寒い冬は太陽から受けるエネルギーが少ないと勘違いして誤りとしがちな問題です。

　蒸し暑い梅雨本番はこれからです。

　大雨と猛暑に対する警戒と紫外線に注意し、梅雨明けを待ちましょう。

図1の出典：饒村曜（平成27年（2015年））、天気と気象100（一生付き合う自然現象を本格解説）、オーム社。

図2、図3の出典：筆者作成。

図4、図5の出典：ウェザーマップ提供。