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中学受験理科太陽の動き—方位と高さの観察図から一日の道筋を読み取る｜武蔵野個別指導塾

公開 2026.11.11更新 2026.11.11武蔵野個別指導塾の特徴中学受験の理科生物と地学

観察記録から南中と季節ごとの道筋を読み、東西の取り違えを解きながら太陽の動きを追います。

日本の中緯度（ちゅういど）では、太陽は東の方から昇り、南の空を通って西の方に沈みます。夏と冬では通り道の高さや、昇る方位も変わります。よくあるのは、夏と冬の太陽が同じ位置から昇ると描いてしまう場面です。季節ごとの違いを、紙の上の記録からたどりましょう。

問題はどこを見るか

出題の型の1つは、観察した時刻と方位、高さを表から読み、太陽が南の空に来るころを選ぶ問題です。朝から昼にかけて高くなり、その後低くなるという変化と、方位の両方を使います。時刻の数字が大きい順に並べるだけでは、高さが最大のところを見落とします。

もう1つは、夏と冬の道筋を見比べ、日の出や日の入りの位置を選ぶ問題です。東と西を先に確かめ、次に東から北寄りか南寄りかを読みます。東の文字の近くにあるという理由だけで、真東と決めないことが大切です。

さらに、南を向いて見た記録から、太陽の移動方向や棒の影（かげ）の向きを考える型もあります。観察する人の向きが変われば、紙の左右と方位の対応も変わります。地図のように上が北と決め込まず、図に示された方位を読んでください。どの型も、まず場所と見る向き、次に時刻や季節を整理します。

方位と高さを別々に読む

方位は、観察する場所から見た向きです。地平線（ちへいせん）は空と地面が接して見える境目です。太陽の高さは、その境目を基準に空へどれだけ上がって見えるかを角度で表します。真上は90度、地平線上は0度です。高さが高いことと北にあることは別の意味です。

日本の中緯度で南を向くと、左が東、右が西です。朝の太陽は東側から見え、昼に向けて高くなって南の空を通り、午後には西側で低くなります。太陽が真南に来ることを南中（なんちゅう）といい、そのときの高さを南中高度（なんちゅうこうど）といいます。太陽が南中する時刻を時計の正午と同じと決めず、問題の記録を見ます。

図1は日本の中緯度で南を向いたときの模式図です。左の東側から高くなり、南を通って右の西側へ低くなる道筋を表しています。太陽そのものを見て位置を調べようとはせず、安全に用意された紙上の観察記録を使います。太陽を肉眼や望遠鏡で直接見てはいけません。

季節を比べると、一般に夏の道筋は冬より高く、南中高度も高くなります。夏の日の出は東より北寄り、冬の日の出は東より南寄りです。日の入りも夏は西より北寄り、冬は西より南寄りです。春分・秋分のころはほぼ真東から昇り、ほぼ真西に沈みます。地形や観察条件による違いがあるため、問題で示された条件を優先します。

棒の影は、光が来る向きと反対側にできます。太陽が南の空にあれば影は北側にのびます。同じ長さのまっすぐな棒と水平な地面を考えると、太陽が高いほど影は短くなります。影の先の動きと太陽の動きは同じ向きではありません。影を見る問題では、まず棒の根元を観察位置と考え、そこから太陽と反対の方向へ線を引きます。

観察の記録には、太陽の位置を点で描いたものと、棒の影の先を点で描いたものがあります。点の横に書かれた時刻を追い、何の位置を表す点なのかを先に確認します。影の点を太陽の点として読むと、東西だけでなく高さの変化も逆に考えてしまいます。

同じ場所で影を比べる場合、棒の長さや立て方、地面の傾きが違えば、影の長さをそのまま比べられません。問題に同じ棒を垂直に立てたと書かれていれば、その条件を使います。太陽が低い朝や夕方には影が長くなり、南中に近づくと短くなります。南中後は再び長くなりますが、雲などで記録できなかった時刻の影の長さを、勝手な数値で埋めることはできません。

基本例題：南中の記録を選ぶ

日本の中緯度の同じ場所で、南を向いて見たある日の太陽の記録を表にまとめました。角度はこの問題のために与えた値です。午前9時、午前11時、午後1時、午後3時のうち、南中した時刻と、そのときの高さを整数と単位で答えてください。また、南中のときの棒の影の方位を答えてください。

時刻	太陽の方位	高さ
午前9時	南東	30度
午前11時	南	60度
午後1時	南西	50度
午後3時	西寄り	20度

図2では、観察者が南を向き、左の東側から右の西側へ見た位置を示しています。図と表の点は、同じ時刻の記録に対応します。線でつながれた道筋は、各時刻の位置関係を読み取るためのものです。

まず方位の列から真南の行を探すと、午前11時です。その行の高さは60度です。高さの列も確かめると、30度、60度、50度、20度のうち60度が最大です。したがって答えは午前11時、高さ60度です。太陽は南にあるので、棒の影は反対側の北にできます。

正午を選びたくなった場合は、表に正午の行があるかを確かめます。時計の12時という思い込みで表にない観察結果を作ることはできません。また、午後1時は午前11時より後ですが、高さは50度です。時間が進むほど太陽が高くなるのは午前から南中までの部分であり、午後まで続くわけではありません。

午前9時から午前11時までの高さの変化を読むなら、60度から30度を引きます。

60 − 30 = 30度

この2つの記録の間では高さが30度増えました。次に午前11時から午後1時では、60度から50度を引いて10度低くなります。これらの差はこの問題の記録に限った値で、いつでも同じ変化をするという決まりではありません。

季節の道筋を比べる例題

日本の中緯度で、同じ地点から夏と冬の晴れた日の記録を比べました。日の出の位置は、夏が東より北寄り、冬が東より南寄りでした。南中高度は夏が70度、冬が35度でした。どちらの季節の道筋が高いか、南中高度の差を整数と単位で答えてください。また、冬の日の出を真東に描いた図は記録と合うでしょうか。

答えは夏の道筋が高く、南中高度の差は35度です。

70 − 35 = 35度

冬の日の出を真東に描いた図は合いません。記録には東より南寄りとあるため、東の位置と南の位置の間に描きます。真東の点に近いか遠いかを勝手に決める必要はなく、まず東と南の間という関係を守ります。

ここで考え方の分かれ目は、図が空を南向きに見たものか、地面を上から見た方位図かです。南向きの図では左が東、右が西で、高さを上下で示します。上から見た方位図では北・南・東・西を地面の向きとして示し、高さを紙の上下だけで判断できません。図の題や方位の印を確認してから読みます。

南中高度の差と、日の出の位置の差も別のものです。70度と35度は南中のときの高さを比べた値で、日の出の方位の差を示してはいません。季節の特徴を覚えていても、与えられていない角度を足して答えないようにします。

取り違えをほどく

誤答の例は「南を向くと東が右なので、朝の太陽は右に描く」です。これは北を上にした地図の左右を、南を向いて空を見た図へそのまま持ち込んだことが原因です。人が南を向けば、左手は東、右手は西を指します。図3のように、観察者の向きを決めてから左右を記入すると直せます。

図3では観察者から見て左に東、右に西があります。朝の位置は東側に置き、午後の位置は西側に置きます。紙の上下に北と南を置いた方位図とは見え方が違うので、図の種類を一度声に出して確かめます。

別の誤答は「日の出はいつも真東、日の入りはいつも真西」です。東の方から昇るという説明を、真東という1点に置き換えたことが原因です。夏は東の北寄り、冬は東の南寄りと、東を基準にして記録の位置を言い直します。春分・秋分のころのほぼ真東という特徴も、季節を添えて覚えます。

影の問題で「太陽が南だから影も南」としたときは、棒の根元から太陽へ向かう線を描き、その反対側を指します。高さを問われたのに方位を答えた場合は、問題の「どちらの向き」「何度」を区別します。答えを消す前に、何を読み違えたかを見つけると次の図にも使えます。

また、記録が途切れた場合と、記録が矛盾している場合は分けて考えます。南の行がなく、前後の方位だけがあれば、その間に南を通ったと考えられることはあっても、正確な時刻や高さは決められません。記録が読めない箇所を、正午などの思い込みで補わないようにします。

同じ記録に「南で60度」と「南で40度」が同じ時刻の観察として書かれているなら、どちらかを勝手に選ぶ前に記録や条件を確認します。異なる場所や別の日の記録を混ぜた可能性もあります。条件がそろわないままでは、1つの道筋として断定できません。問題文が示す範囲で答えられることと、確かめ直す必要があることを分けます。