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지평 좌표계와 적도 좌표계

목차

지평 좌표계


1. 지평 좌표계


  • 관측자의 지평면과 북점(또는 남점)을 각각 기준면과 기준점으로 하여 천체의 위치를 방위각고도로 나타낸다.


  • 방위각(A) : 북점(또는 남점)을 기준으로 천체가 지나는 수직권까지 시계 방향으로 지평선을 따라 잰 각으로, 0 ˚˘~360 ˚ 사이의 값을 가진다.


  • 고도(h) : 지평면에서 수직권을 따라 천체까지 잰 각으로, 0 ˚~90 ˚ 사이의 값을 가진다.


  • 천정 거리(Z) :천정으로부터 수직권을 따라 천체까지 잰 각으로, 천정 거리와 고도의 합은 90 ˚이다.


지평 좌표계


2. 지평 좌표계의 장단점


  • 장점 : 관측자 중심으로 천체의 위치를 나타내므로 주어진 시각과 장소에서 천체의 위치를 쉽게 찾을 수 있다.


  • 단점 : 같은 천체라도 시간에 따라 천체의 좌표값이 계속해서 변하며, 같은 시각에 같은 별을 관측하더라도 관측자의 위치에 따라 좌표값이 다르게나타나므로 관측 장소와 관측 시각을 반드시 표시해야 한다.


적도 좌표계


1. 적도 좌표계


  • 천구의 적도면과 춘분점을 각각 기준면과 기준점으로 하여 천체의 위치를 적경과 적위로 나타낸다.
  • 적경(α) : 춘분점에서 지구 자전 방향(서 → 동)으로 천구의 적도면을 따라 천체의 시간권까지 잰 각으로, 0h∼24h의 시간으로 표시한다.


적경이 같은 천체는 똑같은 시각에 자오선을 통과한다.➞ 적경이 작은 천체가 먼저 뜨고 먼저 진다.


  • 적위(δ) : 천구의 적도면에서 시간권을 따라 천체까지 잰 각. 천구 적도를 기준으로 북반구는 (+), 남반구는 (-)로 표시하여 0∼±90 ˚의 각도로 나타낸다.


적위가 같은 천체는 일주권이 같다.


적도 좌표계


2. 적도 좌표계의 장단점


  • 장점 : 적도 좌표계의 기준인 천구의 적도와 춘분점은 관측자의 위치와 관계없이 일정하며, 천체가 춘분점과 함께 움직이므로 좌표가 지구 자전에 의한 영향을 받지 않아서 관측 시간과 장소에 관계없이 천체의 고유 좌표값을 갖는다.


  • 단점 : 천구 상에서 천구의 적도와 춘분점을 확인하기 어렵기 때문에 좌표값만으로는 천체를 쉽게 찾기 어렵다.


◇태양의 적위와 남중 고도


태양의 남중 고도

태양의 적위를 δ, 관측 지점의 위도를 Φ, 태양의 남중 고도를 h라 하면, 위의 그림에서 남중 고도는 다음과 같다.

h+(Φ - δ) = 90 ˚, 즉 h = 90 ˚- Φ + δ

한편, 지구는 자전축이 공전 궤도면에 66.5 ˚ 기운 채 공전하므로, 황도는 천구의 적도에 대해23.5˚경사지게 된다. 이에 따라 천구 상에서 황도를 따라 움직이는 태양의 적위가 달라지고, 결과적으로 태양의 남중 고도가 변한다.


◇ 계절의 변화

태양의 남중 고도 변화는 일조 시간의 변화와 함께 단위 면적당 일사량에 변화를 일으켜 계절 변화가 나타난다.

즉, 태양의 남중 고도가 가장 높고 일조 시간이 길어서 일사량이 많은하지 무렵에는 여름이 되고, 태양의 남중 고도가 가장 낮고 일조 시간이 짧아서 일사량이 적은 동지 무렵에는 겨울이 된다.


춘분∙하지∙추분∙동지점의 적도 좌표계(서울, 37.5 ˚N)

계절에 따른 태양의 일주권 변화


관련문제

문제

01

그림은 북반구의 위도 40 ˚지역에서 춘분날 남쪽 하늘에 있는 두 별 A, B를 관측하여 시간에 따른 두 별의 고도를 나타낸 것이다. 별 A, B에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

<보기>

지평 좌표계와 적도 좌표계


<보기>


ㄱ. 별 A의 적위는 +5 ˚이다.

ㄴ. 별 B의 적경은 12h이다.

ㄷ. 별 A의 남중 고도는 별 B의 남중 고도보다 낮다.

선택지

① ㄱ

② ㄴ

③ ㄱ, ㄷ

④ ㄴ, ㄷ

⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

정답 :

해설 :

'천체의 남중 고도 = 90 ˚ - 위도 + 적위'이다.

춘분날 태양의 적경은 0h이다. B는 춘분날 자정에 남중했으므로 태양보다 적경이 12h가 더 크므로 B의 적경은 12h이다. 그래프에서 보면 A의 남중 고도는 45 ˚로 B의 남중 고도 50 ˚보다 낮다.


ㄱ.'천체의 남중 고도 = 90 ˚ - 위도 + 적위' 이므로 A의 적위는 -5 ˚이다.

문제

01

그림은 북반구의 어느 곳에서 관측한 별 A의 위치를 나타낸 것이다(단, 방위각은 북점 기준). 그림에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

<보기>

지평 좌표계와 적도 좌표계

선택지

① 별 A의 고도는 40 ˚이다.

② 별 A의 방위각은 130 ˚이다.

③ 별 A의 천정 거리는 50 ˚이다.

④ 천구의 북극의 고도는 35 ˚이다.

⑤ 관측 지방의 위도는 55 ˚N이다.

정답 :

해설 :

관측 지방의 위도는 그 지역에서 본 천구 북극의 고도와 동일하다.


① 고도는 지평선에서 별을 지나는 수직권을 따라 측정하므로 별 A의 고도는 40 °이다.

② 방위각은 북점으로부터 시계 방향으로 지평선을 따라 측정하므로 별 A의 방위각은 130 °이다.

③ 천정 거리는 천정으로부터 별까지 수직권을 따라 잰 각이므로 별 A의 천정 거리는 50 °이다.

④ 천구의 북극의 고도는 지평선으로부터 천구의 북극까지 잰 각이므로 35 °이다.

⑤ 위도는 그 지방의 천구 북극의 고도와 같으므로 관측 지방의 위도는 35 °N이다.

참고서 연관목차

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  2. 2.생동하는 지구

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    2. 2 . 유체 지구의 변화

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    1. 1 . 환경 오염

    2. 2 . 지구 기후 변화

  4. 4.다가오는 우주

    1. 1 . 천체 관측

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