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태양 고도와 그림자 길이

태양 고도는 그곳의 위도와 날짜, 그리고 시각으로 정해집니다. 그림자 길이는 태양 고도에서, 그림자 방향은 태양 방향에서 나옵니다. 이 페이지는 장소와 날짜를 고르면 남중 시각과 남중고도, 1미터 막대에 생기는 그림자의 길이와 방향을 계산합니다. 계산식은 일본 국립천문대 역계산실의 것이고, 숫자는 같은 기관의 태양계 천체의 고도와 방위와 대조했습니다. 속초, 서울, 제주 세 곳의 하지와 동지, 태양이 지평선 위에 있는 일흔두 개 시각에서 고도는 0.007도, 방향은 0.0065도 안에서 일치했습니다.


달마다 달라지는 남중고도와 그림자 (서울·2027년)

태양이 하루 중 가장 높이 오르는 순간을 남중이라고 합니다. 표준국어대사전은 천체가 일주 운동에 따라 자오선을 지나는 일, 또는 그런 시간이라고 풀이합니다. 그때의 고도가 남중고도이고, 그림자는 하루 중 가장 짧아집니다.

서울에서 1미터 막대의 그림자는 유월에 0.25미터, 십이월에 1.79미터입니다. 일곱 배가 넘습니다. 남중고도는 29.2도에서 75.7도까지 움직입니다.

서울의 달마다 남중 시각과 남중고도, 1미터 막대의 그림자 (2027년, 매달 15일)
월남중 시각남중고도1미터 막대의 그림자
1월12:4131.3도1.65미터
2월12:4639.7도1.21미터
3월12:4150.2도0.83미터
4월12:3262.1도0.53미터
5월12:2871.2도0.34미터
6월12:3275.7도0.25미터
7월12:3874.0도0.29미터
8월12:3766.6도0.43미터
9월12:2755.6도0.68미터
10월12:1844.1도1.03미터
11월12:1634.1도1.48미터
12월12:2729.2도1.79미터

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75.9도

남중고도

남중 시각 12:34
그림자 길이 0.25미터
그림자 방향 북(0.0도)

그림자 길이와 방향을 구하는 법

그림자 길이는 물체의 높이에 태양 고도의 코탄젠트를 곱한 값입니다. 1미터 막대라면 태양 고도가 45도일 때 그림자도 1미터, 30도면 1.73미터, 60도면 0.58미터입니다. 고도가 낮아질수록 그림자는 빠르게 길어집니다.

그림자 방향은 태양 방향의 정반대입니다. 태양의 방위각에 180도를 더하고, 360도를 넘으면 360을 빼면 됩니다. 남중 때 한국의 태양은 언제나 정남쪽에 있으므로 그림자는 정북을 가리킵니다. 위도가 북회귀선보다 높은 곳에서는 일 년 내내 그렇고, 그림자로 방향을 찾을 수 있다는 말은 여기서 나옵니다.

이 페이지는 태양 고도가 5도보다 낮을 때 그림자 길이를 적지 않고 방향만 적습니다. 고도가 1도 아래로 내려가면 0.01도 차이가 1미터 막대의 그림자를 1미터 넘게 바꿔 놓습니다. 숫자를 적으면 없는 정확도를 있는 것처럼 보이게 만들기 때문입니다.

시각별 태양 고도와 그림자 (서울·2027년 6월 21일)

하지인 날의 서울입니다. 태양은 동북동에서 떠서 서북서로 지고, 그림자는 그 정반대로 돕니다. 남중은 12:34, 그때 고도는 75.9도이고 1미터 막대의 그림자는 0.25미터로 정북을 가리킵니다.

서울의 시각별 태양 고도와 1미터 막대의 그림자 (2027년 6월 21일)
시각태양 고도태양 방향그림자 길이그림자 방향
6:007.9도동북동(66.4도)7.18미터서남서(246.4도)
7:0019.1도동북동(74.6도)2.89미터서남서(254.6도)
8:0030.7도동(82.7도)1.69미터서(262.7도)
9:0042.5도동(91.4도)1.09미터서(271.4도)
10:0054.3도동남동(102.2도)0.72미터서북서(282.2도)
11:0065.5도동남동(118.5도)0.46미터서북서(298.5도)
12:0074.1도남남동(150.5도)0.28미터북북서(330.5도)
13:0074.8도남남서(203.6도)0.27미터북북동(23.6도)
14:0066.8도서남서(238.7도)0.43미터동북동(58.7도)
15:0055.8도서남서(256.2도)0.68미터동북동(76.2도)
16:0044.0도서(267.4도)1.03미터동(87.4도)
17:0032.2도서(276.3도)1.59미터동(96.3도)
18:0020.5도서북서(284.4도)2.68미터동남동(104.4도)
19:009.3도서북서(292.6도)6.12미터동남동(112.6도)

남중은 열두 시가 아닙니다

한국의 표준시는 동경 135도를 기준으로 합니다. 그런데 서울은 동경 127도에 있습니다. 여덟 도만큼 서쪽이니 태양이 자오선을 지나는 시각도 그만큼 늦습니다. 하지에 남중이 가장 이른 곳은 울산으로 12:24, 가장 늦은 곳은 제주로 12:36였습니다. 열 개 도시 어디에서도 열두 시가 아닙니다.

같은 서울에서도 날짜마다 다릅니다. 남중이 가장 이른 달은 십일월로 12:16, 가장 늦은 달은 이월로 12:46입니다. 삼십 분 차이입니다. 이쪽은 경도가 아니라 지구 궤도가 타원이고 자전축이 기울어 있어서 생기는 차이이고, 위 표의 남중 시각 열이 그 차이를 그대로 보여 줍니다.

위도가 다르면 (속초·서울·제주)

남중고도는 위도로 정해집니다. 북위 38.2083도의 속초와 33.5097도의 제주는 위도가 네 도 넘게 차이가 나고, 남중고도도 그만큼 차이가 납니다. 동지에는 속초 28.4도, 제주 33.1도입니다.

절기마다 세 곳의 남중고도 (2027년)
날짜속초의 남중고도서울의 남중고도제주의 남중고도
3월 20일51.5도52.2도56.2도
6월 21일75.2도75.9도79.9도
9월 23일51.8도52.5도56.5도
12월 22일28.4도29.0도33.1도

1미터 막대의 그림자로 옮기면 같은 날 속초는 1.85미터, 제주는 1.54미터입니다. 위도 네 도가 그림자 삼십 센티미터입니다.

절기마다 세 곳의 1미터 막대 그림자 (2027년)
날짜속초의 그림자서울의 그림자제주의 그림자
3월 20일0.79미터0.78미터0.67미터
6월 21일0.26미터0.25미터0.18미터
9월 23일0.79미터0.77미터0.66미터
12월 22일1.85미터1.80미터1.54미터

해 지는 방향

해가 지는 방향도 날짜로 바뀝니다. 서울에서 춘분과 추분에는 거의 정서쪽이지만, 하지에는 서북서(300.9도), 동지에는 서남서(240.6도)입니다. 한 해 사이에 육십 도를 움직입니다. 그림자는 그 반대쪽으로 길게 눕습니다.

서울의 절기마다 일몰 시각과 방향 (2027년)
날짜일몰 시각일몰 방향
3월 20일18:43서(270.4도)
6월 21일19:57서북서(300.9도)
9월 23일18:29서(270.6도)
12월 22일17:17서남서(240.6도)

막대 하나 들고 나가 보기

필요한 것은 곧은 막대와 자뿐입니다. 막대를 평평한 곳에 수직으로 세우고 그림자 끝에 표시를 한 다음, 잠시 뒤 다시 표시합니다. 두 점을 이으면 대략 동서 방향이 나옵니다. 그림자가 가장 짧아지는 순간이 남중이고, 그때 그림자가 가리키는 쪽이 북쪽입니다.

Angel Step은 건강 앱에서 걸음 수만 읽고, 태양의 고도는 계산하지 않습니다. 이 페이지의 고도와 그림자는 이 사이트가 직접 계산한 값입니다.

출처

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