SCIENCE 3D | 계절 (자전축 기울기와 태양 고도)

무슨 일이 일어났나

계절은 지구 자전축이 공전면에 대해 23.4° 기울어 있어서 생기고(NASA), 그 때문에 한 해 동안 한낮 해 높이(남중 고도)가 바뀝니다.

NASA 는 한 해 동안 지구의 서로 다른 곳이 햇빛을 가장 곧게 받는다고 설명합니다 — 해가 높이 뜰수록 같은 넓이의 땅에 햇빛이 몰려 땅이 더 데워집니다.

NASA 는 태양과의 거리가 계절의 까닭이 아니라고 적습니다 — 지구는 태양에 가장 가까울 때 약 1.471 × 10¹¹ m, 가장 멀 때 약 1.521 × 10¹¹ m 로 3 % 남짓 다를 뿐입니다.

식으로 셈하면 북위 37.57° 의 한낮 해 높이는 하지 75.9°, 춘분 · 추분 52.4°, 동지 29.0° 로 한 해에 46.9° 를 오르내립니다.

📸 진짜 모습

북반구에 동지가 찾아온 2011 년 12 월 22 일, 기상 위성 GOES-13 이 찍은 지구의 모습입니다.
출처: NOAA/NASA GOES Project · 퍼블릭 도메인 · NASA 그림 창고 원본 ↗

💡 생활 속 예시

여름 한낮 운동장에서는 그림자가 발밑에 짧게 붙고, 겨울 한낮에는 같은 키의 그림자가 훨씬 길게 늘어집니다.
겨울에 남향집 거실 깊숙이까지 햇빛이 들어오는 것은 해가 낮게 떠서 빛이 비스듬히 들어오기 때문입니다.
지붕의 태양광 패널을 비스듬히 기울여 다는 것도 해 높이에 맞춰 햇빛을 되도록 곧게 받으려는 것입니다.

🙅 오해 깨기오해 모음 보기

여름에는 지구가 해에 더 가까워서 덥다.
NASA 는 태양과의 거리가 계절의 까닭이 아니라 기울어진 자전축이 계절을 만든다고 설명합니다. 출처
해는 한낮이면 언제나 머리 꼭대기(90°)에 뜬다.
NASA 는 한 해 동안 햇빛을 가장 곧게 받는 곳이 바뀐다고 설명합니다 — 북위 37.57° 에서는 하지에도 한낮 해 높이가 75.9° 입니다. 출처

누가 왜 찾았나

기원전 200 년 무렵 에라토스테네스는 하짓날 한낮에 이집트 시에네에서는 해가 바로 머리 위에 오는데, 같은 때 알렉산드리아에서는 머리 위에서 7.2° 비껴 있다는 것을 재었습니다(NASA). 같은 날 같은 때라도 곳마다 해 높이가 다르다는 이 차이로 그는 지구 둘레를 약 40,000 km 로 어림했습니다.

확인된 값

자전축 기울기 (23.44°, NASA 지구 자료표): 23.44 ° 출처
자전축이 공전면에 대해 기운 각 (23.4°): 23.4 ° 출처
이 기울기가 해마다 되풀이되는 계절을 만든다: 계절의 까닭 출처
한 해 동안 지구의 서로 다른 곳이 햇빛을 가장 곧게 받는다: 가장 곧은 햇빛 출처
태양과의 거리는 계절의 까닭이 아니다: 거리 아님 출처
태양에 가장 가까울 때 거리 (91,400,000 mile ≈ 1.471 × 10¹¹ m): 147100000000 m 출처
태양에서 가장 멀 때 거리 (94,500,000 mile ≈ 1.521 × 10¹¹ m): 152100000000 m 출처
에라토스테네스가 지구 크기를 셈한 때 (기원전 200 년, NASA): -200 출처
하짓날 한낮 알렉산드리아에서 잰 해의 비낌 각 (7.2°): 7.2 ° 출처
에라토스테네스가 어림한 지구 둘레 (약 40,000 km): 40000 km 출처
기울어진 자전축이 계절을 만든다 (NASA): 자전축 기울기 출처

교육과정에서는

한국 2022 · 과학(초등) · 계절의 변화 [6과13-03]
잉글랜드 · KS3 Physics: Space physics
호주 v9 · AC9S7U03
일본 · 中学校第2分野 (6) 地球と宇宙

출처

https://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/earthfact.html(확인 2026-11-12)
https://science.nasa.gov/earth/facts/(확인 2026-11-12)
https://spaceplace.nasa.gov/seasons/en/(확인 2026-11-12)
https://imagine.gsfc.nasa.gov/features/cosmic/earth_info.html(확인 2026-11-12)

계절 (자전축 기울기와 태양 고도) (태양의 남중 고도)