日本は温暖地域に属していて春夏秋冬があることは誰でも認識していることですが、ごく当たり前のことと捉えがちでその理由を考えている人はあまりいないのではないでしょうか？
中には「太陽と地球の距離が近くなるから」って答える人も少なくありません。
実は冬の方が地球に近い（北半球において）のです。
なので太陽と地球の距離は季節には関係ありません。
それくらい太陽と地球って遠いんですよ。
地球を直径1ｃｍのビー玉に例えると、太陽は約107ｍ離れた直径約1ｍの巨大なボールに相当します。
太陽が一番近い時は遠い時よりたった40ｍｍ近いだけです。
こう考えれば少々近づいても地球の気温には影響しないことが判るでしょう。
夏が暑くて冬が寒いのは自転軸が傾いているから
夏が暑くて冬が寒いのは地球が太陽の周りを公転していることと地球の自転軸が公転面に対して傾いていることが関係しています。
仮に地球の自転軸が公転面に対して直角になっていたら地球上には四季は存在しません。
北極や南極は春分の日か秋分の日の気候になり、太陽は地平線付近をはいずりまわるような状態になります。
よって気温の変化もありません。
また赤道直下では真夏のままということになります。
気温の変化は昼と夜の差ができるだけです。
気になる日本ですが、四季が無くなるので桜の開花も無くなり紅葉も観られなくなります。
このように地球は自転軸が傾いていることで四季が存在するわけです。
ちなみに自転軸は公転面に対して約23.43度傾いています。
つまり冬至と夏至では地上から見る太陽が23.43度高さが違うことになります。
夏が暑いのは真上付近から照らされるから
こういった質問によく例えられるのが北極南極と赤道直下で、赤道直下は真上から照らされるのに対して、北極南極は横から照らされるからと説明されることが多いですが、これではよくわかりませんよね。
間違いではないのですが、何故そうなるのかということを解説させていただきます。
単純に真上から照らされるのに比べて横から照らされるとそれだけ面積が広がるためで、同じ熱量で面積が広がればそれだけ熱が分散されます。
細かく言えば、地球上には厚さが10～20Ｋｍの大気が存在し、雲や水蒸気のほかに目に見えない塵も存在します。太陽の光はその大気を通過してくる間に雲や塵に遮られて地上に到達するわけです。
赤道直下で太陽が真上から照らされるのに対して北極南極は真横から照らされます。すると太陽の光が大気中を通過して地上まで到達する距離が赤道直下の方が短くなりますよね。
短くなるということは雲や塵によって遮られる日照量の割合が小さくなります。
逆に北極南極は大気中の通過距離が長くなるので雲や塵によって遮られ割合が大きくなり、その分日照量の割合が少なくなるというわけです。
日照量が多くなれば温度も上がりますから当然赤道直下が暑くなり、日照量が少ない南極北極が寒くなるということです。
これを日本だと夏に真上付近から太陽の光が照らされますから暑くなり、逆に冬になると低い位置から照らされるので寒くなるというわけです。
日照時間も関係
地球の自転軸が傾いていることで日照時間も変わってきます。
春分の日秋分の日には真東から太陽が昇ってきて真西に沈みます。
春分の日秋分の日は昼と夜の長さが同じ（厳密には違う）とされていますが、この日を境に夏至に向かって昼が長くなり、夜が短くなります。
逆に冬至に向かって昼が短くなり、夜が長くなります。
つまり、日照時間が春分の日秋分の日を境に長くなったり短くなったりするのです。
日照時間が長くなれば当然気温は上昇しますから暑くなります。
逆に日照時間が短くなれば気温は低下しますから寒くなるというわけです。
以上の2つの要因（日照角度と日照時間）で暑くなったり寒くなったりします。
最も暑い（寒い）日が夏至（冬至）よりも遅れる理由
理屈だけで考えれば夏至（6月21日前後）が最も暑くて、冬至（12月21前後）が最も寒いはずですが、実際は1～2ヶ月遅れますよね。
これは日照により地表が温められるまで時間がかかるからです。
その日の最高気温が日射量の最も多い１２時ではなく２時くらいになるのと同じ理屈です。
気温というのは太陽の光だけで決まるものではなく、日射により温められた地表からの熱が空気に伝わり決まるのです。
なので夏至が最も日射量が多くても1～2ヶ月後の方が暑いことになるのです。
特に日本では「梅雨」があるので夏至の時期には雲が上空を覆っているので気温の上昇を抑えているのでこれも遅れる要因の一つです。
またその場所によっても大きく変わります。
陸地は温められやすく冷めやすいのに対して、海は温められにくく冷めにくい性質があるので、内陸部は７月下旬が最も暑く、海の近くは８月中旬が最も暑くなるとのこと。
以上地球の自転軸の傾きと公転により夏暑くて冬寒くなる理由を解説させていただきました。
