太陽の軌道を理解する
太陽は毎日、空に弧を描きます。その形は緯度と日付によって決まります。このガイドでは、SunPath 3Dで表示される日の出、日の入り、薄明、方位角、高度、影といった概念と、その計算方法を解説します。
方位角と高度：太陽の位置を表す
ある地点から見た太陽の位置は、2つの角度で表せます。方位角は地平線上の方向を、北から測った度数で示します（90° = 東、180° = 南、270° = 西）。高度（仰角）は地平線からの角度で、0°から天頂の90°までです。
光の時間帯
| 時間帯 | 太陽高度 | 見える様子 |
|---|---|---|
| 夜 | −18°未満 | 空は真っ暗で、散乱する太陽光はありません。 |
| 天文薄明 | −18°〜−12° | 空が明るくなり始め、暗い星が見えなくなります。 |
| 航海薄明 | −12°〜−6° | 海の水平線が再び見えるようになります。 |
| 市民薄明 | −6°〜−0.833° | 照明がなくても、ほとんどの活動ができる明るさです。 |
| 日の出・日の入り | −0.833° | 太陽の上端が地平線に接します。 |
| ゴールデンアワー | −0.833°〜6° | 暖かみのある低い角度の光で、影がとても長くなります。 |
| 昼間 | 6°以上 | 「通常の」昼の光です。 |
2026年の春分・夏至・秋分・冬至
これらの瞬間は地球上のどこでも同じです（世界時、精度は約15分）。変わるのは現地時刻だけです。
| 現象 | 日時（UTC） | パリの日の出–日の入り | パリの昼の長さ |
|---|---|---|---|
| 春分 | 3月20日 14:40 | 06:53 – 19:03 | 12時間10分 |
| 夏至 | 6月21日 08:26 | 05:46 – 21:57 | 16時間11分 |
| 秋分 | 9月23日 00:18 | 07:38 – 19:46 | 12時間08分 |
| 冬至 | 12月21日 20:56 | 08:41 – 16:56 | 8時間15分 |
影の長さを計算する
平らな地面では、影の長さ = 物体の高さ ÷ tan（太陽高度）です。高さ10 mの物体の場合：
| 太陽高度 | 60° | 45° | 30° | 15° | 5° |
|---|---|---|---|---|---|
| 高さ10 mの物体の影 | 5.8 m | 10.0 m | 17.3 m | 37.3 m | 114.3 m |
3Dビューの見方
- 地球ビュー：太陽が24時間で地球の周りを回ります。金色の弧はその場所で太陽が昇っている時間帯、点線は沈んでいる時間帯を示します。オレンジと青の点線の軌道は、夏至と冬至の軌道です。
- 3D・地平線・天頂ビュー：その場所に置いたドームが、その日の地平線上の太陽の軌道を時刻とともに示します。
- 方位磁針：オレンジがかった赤の軸は東から西へ、点線は北から南へ伸びています。黄色とオレンジの光線は日の出と日の入りの方向、暗い線は影の方向を示します。
- 「3D 影」ビュー：その場所の地図上に、実際の影を落とす物体を表示します。オプションで、OpenStreetMapの建物を3Dで表示し、選択した時刻の影も確認できます。地図をクリックすると、その地点が受ける直射日光の時間を測定します。
- 地形と天気：山の陰になる実際の日の出・日の入り、予想雲量とUV指数、太陽光発電量の推定。
- 実際の衛星（オプション）：CelesTrakが公開する軌道要素をもとに、国際宇宙ステーション（ISS）と数千機の衛星を選択した時刻の位置に表示し、ISSが次に見える時間も示します。
- 惑星：太陽系を実際の位置で表示し、その場所から見える惑星（高度、出、入り、等級）も示します。
計算方法と精度
- 太陽：SunCalcアルゴリズム（J. Meeusの計算式）、大気差を含む視高度。時刻の精度は約1分です。
- 月：同じライブラリを使用。月の出・月の入りの精度は数分です。
- 春分・夏至・秋分・冬至：太陽の黄経から計算し、精度は約15分です。
- 日食・月食と惑星：Astronomy Engineライブラリ（精度は約1分角）を使用し、その場所での食の状況を計算します。
- タイムゾーン：IANAタイムゾーンデータベース（サマータイムを含む）。タイムゾーンの境界から数km以内を除き正確です。
- 制限事項：地球ビューでは距離の縮尺は実際と異なります（実際の太陽は描かれた軌道の約2万3000倍遠くにあります）が、方向は正確です。地球の雲はイメージ画像で、その場所の予想雲量はOpen-Meteoのデータです。
用語集
- 方位角
- 太陽の水平方向の向き。北を0°として時計回りに度で測ります：90° = 東、180° = 南、270° = 西。
- 高度（仰角）
- 地平線から測った太陽の角度。地平線で0°、天頂で90°です。負の値は太陽が地平線の下にあることを示します。
- 日の出・日の入り
- 太陽の上端が地平線に接する瞬間。大気差を含めると、このとき太陽の中心は地平線下0.833°にあります。
- 南中（正中）
- 太陽がその日の最高高度に達する瞬間。タイムゾーン、サマータイム、均時差の影響で、ちょうど12:00になることはほとんどありません。
- 市民薄明
- 太陽が地平線下0.833°から6°の間にある時間帯。照明がなくても、ほとんどの屋外活動ができる明るさです。
- 航海薄明
- 太陽が地平線下6°から12°の間にある時間帯。海の水平線がまだ見え、明るい星が現れ始めます。
- 天文薄明
- 太陽が地平線下12°から18°の間にある時間帯。天体観測にとっては、空はまだ完全には暗くなっていません。
- ゴールデンアワー
- 太陽が低い位置にある時間帯（SunPath 3Dでは高度6°未満）。暖かみのある低い角度の光で、写真撮影で好まれます。
- ブルーアワー
- 薄明のうち、一般に太陽が地平線下4°から6°にある時間帯で、空が深い青色に染まります。SunPath 3Dでは個別に計算していません。
- 至点（夏至・冬至）
- 太陽の赤緯が極値（±23.44°）に達する瞬間。一方の半球では昼が最も長く、もう一方の半球では最も短くなります。
- 分点（春分・秋分）
- 太陽が赤道の真上を通過する瞬間。地球上のどこでも昼と夜の長さがほぼ等しくなります。
よくある質問
昼が最も長い日に、日の出が最も早くならないのはなぜですか？
均時差のためです。南中時刻は1年を通じて数分ずつ前後します。パリでは2026年、日の出が最も早いのは6月16日（05:46）、日の入りが最も遅いのは6月25日（21:58）ですが、夏至は6月21日です。
太陽がいつも真東から昇るわけではないのはなぜですか？
太陽の赤緯が季節によって−23.44°から+23.44°まで変化するためです。真東から昇るのは春分と秋分のときだけです。パリでは、日の出の方角が夏至の約52°（北東）から冬至の126°（南東）まで変わります。
影の長さはどう計算しますか？
影の長さ = 物体の高さ ÷ 太陽高度の正接（tan）。平らな地面では、高さ10 mの物体の影は、太陽高度45°で10 m、30°で17.3 m、5°で114 mになります。
日の出時刻は地形を考慮していますか？
表の時刻は、多くの暦と同様に、海抜0 mの開けた地平線を基準に計算しています。3Dマップでは、地形の陰になる実際の日の出・日の入りも計算します（解像度約100 mの地形モデル）。建物や樹木は含みません。
時刻の精度はどのくらいですか？
中緯度では、日の出・日の入り・薄明の時刻は約1分、月については数分の精度です。太陽が地平線をかすめるように動く極圏付近では、精度が下がります。
SunPath 3Dは無料ですか？
はい、完全に無料で、登録も不要です。
参考文献
- V. Agafonkin、SunCalc（太陽と月を計算するオープンソースライブラリ）。
- D. Cross、Astronomy Engine（日食・月食、惑星、月相）。
- J. Meeus、Astronomical Algorithms、Willmann-Bell。
- NASA Earth Observatory、Blue MarbleおよびBlack Marbleの画像。