성기홍 전 김해교육장
우리가 살고 있는 지구는 약 23시간 56분을 주기로 자전을 한다. 하루란 태양이 남중한 시간부터 다음날 남중할 때까지의 기간을 말하는데, 하루 24시간보다 4분이 짧은 이유는 지구가 자전을 하는 동안 공전을 함으로써 4분 정도 더 돌아야 태양이 남중 하게 되는 것이다. 지구 자전의 증거는 푸코가 실험한 푸코진자가 대표적이다. 푸코는 1851년 판테온에서 67m 와이어로 28㎏의 추를 단 진자로서 공개실험을 했다. 실험의 결과 추의 진동은 실제 변하지 않았으나 진동면 자체는 서서히 회전했다. 지구의 자전에 의해 주기적인 회전을 한 것이었다. 이 회전의 크기는 위도에 따라 달라지는데, 적도에서는 변화가 없으며, 위도 30도 지역에서는 48시간 만에 360도가 회전을 하고, 극지방에서는 하루에 360도 회전을 한다.
지구는 북반구 기준 시계 반대 방향으로 태양을 공전한다. 궤도를 한 바퀴를 도는 데는 365.256일이 걸리는데 이를 1항성년이라 한다. 태양이나 지구의 북극에서 바라볼 때, 지구는 태양을 시계 반대 방향으로 도는 것으로 보인다. 태양과 지구의 자전 방향도 마찬가지로 시계 반대 방향이다. 지구는 자전축이 23.5도 기울어져 공전하기 때문에 계절의 변화가 생긴다. 북반구에 있는 관측자는 북극이 태양 쪽으로 기울어졌을 때 태양의 고도가 더 높아져서 태양이 더 오래 뜨게 되어 낮의 길이가 길어지고, 평균온도가 높아진다. 또 태양이 남극방향을 향하면 태양의 고도가 낮아져서 태양이 짧게 뜨게 되어 낮의 길이가 짧아지고 평균온도가 낮아진다. 북극권 북쪽과 남극권 남쪽에서는 태양이 아예 뜨지 않는 극야와 태양이 지지 않는 백야가 생긴다.
춘분과 추분 때에 보통 낮과 밤의 길이가 같은 날이라고 말하지만, 낮의 길이를 수평선에서 해가 뜨기 시작하는 시간부터 시작해 해가 완전히 수평선 아래로 내려가는 시간까지 재기 때문에 실제로 올해 추분에는 낮의 길이가 12시간 8분 정도가 된다. 하지만 해가 뜰 때 태양의 중심부가 수평선에 걸리고, 해가 질 때 태양의 중심부가 수평선에 걸리는 시간을 계산하면 밤과 낮의 길이가 같아진다.
하지(夏至)는 24절기 중 하나이며, 태양 황경이 90도가 되는 때이다. 양력으로는 6월 21일경인데, 북반구에서는 이 시기에 낮의 길이가 가장 길고 밤이 가장 짧다. 하지 이후 낮의 길이가 조금씩 짧아진다. 동지(冬至)는 24절기 중 스물두 번째 절기로서, 태양 황경이 270도가 되는 때로, 태양이 남회귀선, 즉 적도 아래쪽 23.5도인 동지선(冬至線)에 이르는 때이다. 이때 북반구에서는 낮의 길이가 가장 짧고 밤이 가장 길며, 남반구에서는 낮의 길이가 가장 길고 밤이 가장 짧다. 북반구에서는 대략 이 무렵부터 본격적으로 추위가 강해지기 시작한다.
이번주 토요일 9월 23일은 추분이다. 추분 이후부터 차츰 밤이 길어져 가을이 다가옴을 느낄 수 있다. 비슷해 보이지만 추석은 음력이 기준점이 되지만, 추분을 비롯한 24절기는 태양력으로 정해진다.
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