均時差と真太陽時を知る。太陽が最も高くなるのはいつ？

三つの時刻を区別する

• **地方真太陽時**は、太陽の動きそのものを基準とする時刻です。真太陽時の12時に太陽が上方子午線を通過します。日本の大部分では、このとき南側で最も高くなります。正しく設置した日時計は、この時刻を示します。
• 地方平均太陽時は、その経度で一定の速さで進むと考えた時刻です。東へ経度1°進むと約4分先になります。
• 標準時は、広い地域で共通に使う時計の時刻です。日本標準時の基準は東経135°の子午線です。各地点の太陽の動きに合わせて時計を個別に進めたり遅らせたりしているわけではありません。

均時差は、最初の二つをつなぐ量です。ここでは「真太陽時から平均太陽時を引いた差」として説明します。正なら日時計が平均時より進み、負なら遅れます。資料によって符号を逆に定義する場合があるため、比較するときは定義を確認してください。

太陽の動きが一様でない理由

地球が円軌道を一定の速さで動き、地軸の傾きがなければ、太陽日の長さは一定で均時差は生じません。実際には二つの効果が重なります。

楕円軌道。 地球は1月初めの近日点付近で速く、7月初めの遠日点付近で遅く公転します。太陽を再び同じ子午線上に見せるために必要な自転量が変わるため、太陽時にずれが生じます。この成分は一年に一度変動し、振幅は約7分半です。これは地球全体の軌道の話で、「その地点の冬だから速い」という意味ではありません。

**黄道の傾き。** 太陽は天の赤道に沿うのではなく、約23.4°傾いた黄道に沿って動きます。時刻に関係するのは赤道方向の動きです。春分・秋分付近と夏至・冬至付近では、黄道上の動きが赤経の変化として現れる割合が違います。この成分は一年に二度変動し、振幅は約10分です。

二つを合わせると、年間に二つの山と二つの谷がある、均時差特有の曲線になります。

一年を通した変化

代表的な時期と大まかな値は、次のようになります。地点別の計算例ではなく、地球の公転に由来する一般的な年変化です。

• 2月11日ごろ：最も小さく、約−14分。太陽の子午線通過は平均時に対して遅くなります。
• 4月15日ごろ：0。
• 5月14日ごろ：小さな山で、約＋4分。
• 6月13日ごろ：0。
• 7月26日ごろ：小さな谷で、約−6分。
• 9月1日ごろ：0。
• 11月3日ごろ：最も大きく、約＋16分。子午線通過は早くなります。
• 12月25日ごろ：0。

日付は年により一日程度ずれ、長い年月では近日点や黄道傾斜の変化に伴って値も変わります。正確な日付の値はアプリで確認します。

日本の正午では、何が起きているのか

時計の12時と太陽の最高高度の時刻の差には、経度と均時差が重なります。

標準子午線からの位置。 日本標準時は東経135°を基準とします。東京はその東側、福岡は西側なので、平均太陽時で見た太陽の正午は同じ時計時刻になりません。この経度による部分は、その地点では一年を通して基本的に同じです。天体の時刻を比べるとき、経度と緯度の影響を混同しないことが大切です。

均時差。 これに年間の変動が加わります。11月初めには太陽の最高高度が平均時に対して早まり、2月中旬には遅くなります。この二つの時期の違いは、時計の設定が変わらなくても生じます。

海外で夏時間を使う地点を選ぶ場合は、その時計の調整も関係します。場所の太陽時と、現地で使う標準時・夏時間は区別しましょう。

身近に現れる均時差

日時計。 日時計は真太陽時を示すので、腕時計と比べるには、経度差と均時差を考慮します。歴史的な日時計には、補正用の表や、正午の線に沿った8の字形が描かれているものがあります。

日の出入りの非対称。 冬至のころに真の正午が日ごとに動くため、最も早い日の入りと最も遅い日の出は、冬至の日には一致しません。日本でも見られる現象ですが、具体的な日付は観測地点で異なります。

時刻の歴史。 かつては地域ごとに太陽の動きに近い時刻を使うことがありました。交通や通信の発達により、広い範囲で統一した時刻が必要になりました。標準時が使われるようになっても、均時差は変わりません。時計の制度ではなく、地球と太陽の動きが生む差だからです。