지구가 태양에 가장 가까운 날은 1월, 겨울 햇빛이 거실 깊숙이 들어오는 이유

지구가 태양에 가장 가까워지는 때는 한여름이 아니라 1월 초입니다. 그런데도 우리나라는 그때 가장 추우니, 계절을 만드는 것은 거리가 아닙니다. 남향집 거실에 겨울엔 햇빛이 깊숙이 들어오고 여름엔 창가에만 머무르는 모습에 그 답이 담겨 있습니다.

지구가 태양에 가장 가까운 날은 1월, 겨울 햇빛이 거실 깊숙이 들어오는 이유

거리 차이는 3%뿐

지구 궤도는 거의 원에 가까운 타원입니다. 1월 초 가장 가까울 때가 약 1억 4,710만 km, 7월 초 가장 멀 때가 약 1억 5,210만 km로 차이는 3% 안팎입니다. 만약 거리가 계절을 정한다면 남반구와 북반구의 계절이 같아야 하지만, 실제로는 정반대입니다.

진짜 이유는 23.4도 기울어진 자전축

지구 자전축은 약 23.4도 기울어진 채 태양을 도는데, 축이 가리키는 방향은 항상 같습니다. 그래서 여름에는 북반구가 태양 쪽으로 기울고, 겨울에는 반대쪽으로 기울어집니다. 이것이 두 가지를 바꿉니다.

• 태양 높이(남중고도): 태양이 높이 뜨면 같은 양의 햇빛이 좁은 면적에 집중되어 땅이 더 데워집니다. 손전등을 바닥에 수직으로 비추면 작고 밝은 원이, 비스듬히 비추면 넓고 흐린 타원이 되는 것과 같습니다.
• 낮의 길이: 여름에는 낮이 14시간 안팎, 겨울에는 10시간 안팎으로 햇빛을 받는 시간이 달라집니다.

우리 동네 태양 높이 계산하기

남중고도는 간단한 식으로 구할 수 있습니다. 춘분·추분에는 90도에서 우리 동네 위도를 빼고, 하지에는 여기에 23.4도를 더하고, 동지에는 23.4도를 뺍니다.

절기	서울(위도 약 37.6도)	제주(위도 약 33.5도)
하지(6월 21일경)	약 76도	약 80도
춘분·추분	약 52도	약 57도
동지(12월 22일경)	약 29도	약 33도

지구가 태양에 가장 가까운 날은 1월, 겨울 햇빛이 거실 깊숙이 들어오는 이유

 

동지에는 태양이 낮게 떠서 남향 창으로 들어온 햇빛이 거실 안쪽 깊숙이 닿고, 하지에는 높이 떠서 처마에 가려져 창가에만 머뭅니다. 남향집이 '겨울엔 따뜻하고 여름엔 시원하다'는 말의 과학적 근거입니다.

꿀팁 집을 보러 갈 때는 계절을 생각하세요. 여름에 본 집은 태양이 높아 앞 동에 가려지지 않았더라도, 겨울에는 낮은 해가 앞 건물에 가려 일조 시간이 크게 줄 수 있습니다. 일조권을 따질 때도 동지를 기준으로 합니다.

직접 해보기: 베란다 햇빛 깊이 재기

지구가 태양에 가장 가까운 날은 1월, 겨울 햇빛이 거실 깊숙이 들어오는 이유

1. 남향 창이 있다면 낮 12시 30분 무렵(태양이 정남쪽에 오는 때) 바닥에 들어온 햇빛의 끝에 마스킹테이프를 붙입니다.
2. 한 달에 한 번씩 같은 시각에 테이프를 붙이고 날짜를 적습니다.
3. 동지까지는 테이프가 점점 집 안쪽으로 들어오고, 이후에는 다시 창쪽으로 물러나는 것을 볼 수 있습니다.

자주 묻는 질문

Q1. 낮이 가장 긴 하지가 왜 가장 덥지 않나요?

땅과 바다가 데워지는 데 시간이 걸리기 때문입니다. 하지 이후에도 들어오는 열이 나가는 열보다 많아 열이 계속 쌓이고, 그래서 7월 말~8월 초가 가장 덥습니다.

Q2. 해가 가장 늦게 뜨는 날도 동지인가요?

아닙니다. 우리나라에서 해가 가장 늦게 뜨는 날은 1월 초이고, 가장 일찍 지는 날은 12월 초입니다. 지구 궤도가 타원이고 축이 기울어 태양이 정남쪽에 오는 시각이 날마다 조금씩 바뀌기 때문입니다.

Q3. 적도 근처에는 계절이 없나요?

기온으로 나뉘는 봄·여름·가을·겨울은 거의 없고, 대신 비가 많이 오는 우기와 적게 오는 건기로 계절을 나누는 곳이 많습니다.

Q4. 자전축의 기울기는 항상 23.4도인가요?

아닙니다. 약 4만 1천 년을 주기로 22.1도에서 24.5도 사이를 오갑니다. 이런 느린 변화는 수만 년 단위 빙하기의 원인 중 하나로 꼽힙니다.

참고 자료

• 한국천문연구원 천문우주지식정보 (남중고도·해 뜨는 시각 조회)
• NASA Science, What causes the seasons?