宇宙 · 解説記事
月の満ち欠けがどのように形成され、なぜ海の潮汐を駆動するのか
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要点
月の満ち欠けは地球の影のためではなく、地球の周りを公転する際に太陽光が月の表面のさまざまな部分に当たるために変わります。月の満ち欠けの完全なサイクルを朔望月と呼び、平均29.5日続きます。同じ月はまた不均一な重力で地球の海を引っ張り、約24時間50分ごとに満潮2回と干潮2回を作り、太陽は月に1ヶ月2回その引きを強化または弱化させます。
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月の見かけがなぜ変わるのか
月は独自の光を生成しません。太陽光を反射し、地球の周りを公転する際に太陽、月、地球の間の角度が常に変わります。その変わる幾何学的配置は、NASA ジェット推進研究所によると、月の照らされた半分の異なる部分が毎晩地球に向くことを意味します。見かけ上の変化は地球の影によって引き起こされません。それは月食の間にのみ起こります。
新月から新月に戻る満ち欠けの完全なサイクルを朔望月と呼びます。アメリカ海軍天文台の天文応用部門は、黄道に沿った月と太陽の間の角距離によって月を正確に定義しています：新月は0度、上弦は90度、満月は180度、下弦は270度です。このサイクルの平均長は29.5日です。
順番に8つの満ち欠けの段階
- 新月 — 月は地球と太陽の間に位置し、地球に向いた側は照らされていません
- 満ちゆく三日月 — 光の薄い三日月が右端（北半球の観測者向け）に成長します
- 上弦の月 — 月の円盤の右半分が照らされています
- 満ちゆく十三夜月 — 半分以上が照らされていますが、まだ満月ではありません
- 満月 — 地球はおおよそ太陽と月の間に位置するため、見える面全体が照らされています
- 欠けゆく十六夜月 — 照らされている部分が縮小し始めます
- 下弦の月 — 月の円盤の左半分が照らされています
- 欠けゆく三日月 — 薄い三日月がサイクルが新月に戻る前に残ります
月がどのように地球の海を引っ張るのか
潮汐は月が単純な引きで水を上向きに持ち上げることによって引き起こされません。NASAの科学部門は、月の重力が地球で最も近い側で少し強く、遠い側で弱いことを説明しています。この引きの違い — 潮汐力と呼ばれる — は地球の水（そしてわずかに固体体も）を伸ばされた形に引き伸ばし、月に向いた側の水の隆起と反対側の2番目の隆起を産生します。
地球がこれら2つの隆起の下で回転するとき、ほとんどの沿岸地域はおおよそ1日に2回、満潮を通過してから干潮を通ります。NOAAの全国環境衛星データ情報サービス(NESDIS)は、月自身もその軌道で移動しているため、これが約24時間50分ごとに満潮2回と干潮2回を生成することを述べています — 24時間の日よりわずかに長い。
潮汐がなぜ時々大きいのか：大潮と小潮
太陽もまた地球の海を引っ張りますが、月より約390倍遠いため、NASAはその潮汐生成力が月の力の約半分以下であることに注目しています。その太陽の引きが月の引きに加算または減算されるかどうかは、3つの天体の配列に依存し、月の満ち欠けに関連した約2週間のリズムで繰り返されます。
大潮と小潮| 特性 | 大潮 | 小潮 |
|---|
| いつ発生するか | 満月または新月 | 上弦の月または下弦の月 |
|---|
| 太陽-月-地球の配列 | 一直線上に並ぶ（朔望） | ほぼ直角 |
|---|
| 重力の引きへの影響 | 太陽と月の引きが結合する | 太陽の引きが月の引きを部分的に相殺する |
|---|
| 結果的な潮汐範囲 | より高い満潮、より低い干潮 | 満潮と干潮の間の小さな差 |
|---|
| 頻度 | 約2週間ごと | 約2週間ごと、大潮からオフセット |
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NOAAとNASAはどちらも大潮を、地球、太陽、月が一直線に並び、2つの天体の重力効果が結合する満月または新月の段階で発生すると説明しています。小潮は約1週間後に続き、上弦の月または下弦の月の段階の周り、太陽が地球から見て月にほぼ直角に座り、月の引きを部分的に相殺し、満潮と干潮の間の小さな隙間を生成します。
月の重力は地球を引っ張り、地球の質量をシフトさせ、その形をわずかにフットボールのような形に歪めます — 赤道で伸ばされ、極で短縮されています。
— NASA Science (science.nasa.gov)よくある質問
- 月の満ち欠けの完全なサイクルはどのくらい続きますか？
- アメリカ海軍天文台によると、新月から新月までの完全なサイクルを朔望月と呼び、平均29.5日です。
- なぜ1日に1回の満潮ではなく2回あるのですか？
- 月の不均一な重力は、地球で月に向いた側の水の隆起と反対側の2番目の隆起を作成します。地球が両方の隆起を通って回転するとき、NOAA NESISによると、ほとんどの沿岸地域は約24時間50分ごとに満潮2回と干潮2回を得ます。
- 太陽は潮汐に影響しますか、それとも月だけですか？
- 両方が潮汐に影響します。NASAは、太陽のはるかに大きな距離のため、太陽の潮汐生成力は月の力の約半分以下であると述べていますが、満月と新月の間に潮汐を強化し（大潮）、四半月の間に弱めます（小潮）。
- 大潮と小潮の違いは何ですか？
- 大潮は最も高い満潮と最も低い干潮をもたらし、太陽、地球、月が一直線に並ぶ満月または新月で起こります。小潮はより穏やかで、約1週間後に上弦の月または下弦の月の近くで起こり、太陽の引きが月の引きを部分的に相殺します。
- 地球上の月の影が月の満ち欠けの原因ですか？
- いいえ。月の満ち欠けは地球の影ではなく、地球の周りを公転する際に月の表面に当たる太陽光の角度の変化によって引き起こされます。地球の影は月食中にのみ月に影響します。これは別のより稀なイベントです。
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