地軸は公転の影響を受けないため、常に一定の方向を指す。そのため、天球の北半球と地軸の交点付近の恒星（北極星）は、1日のどの時刻であっても、1年のどの季節であっても同じ高度（角度）に見える。この高度は観測者の居る地点の緯度によってのみ決まるので、北極星の高度を測定すれば、（もちろん北極星の見える北半球においてであるが）地球上のどの地点であっても緯度を計算できるのである。GPSなどが発達する以前、数百年にわたって北極星が航海に役立ってきたのは、こうした地軸の性質による。
ただし、非常に長い期間を想定した場合、地軸自体の指す方向は変化する。これを歳差運動と呼ぶ。歳差運動自体は珍しいものではなく、コマの首振り運動のように日常観察できるものだ。地軸の歳差運動の周期は約2万5,800年である。このため、北極星に該当する恒星も変化してゆく。
地軸が傾いていること自体は、季節によって日の出、日の入りの時刻が異なることから予想することができた。それでは、地軸の傾き自体はどのように測定できるのだろうか。まず北極星の高度から緯度 x を測定する。北極星が真上に見えれば緯度90度、水平線であれば緯度0度である。次に、一日で最も日が短くなる冬至の南中時に高さ h の物体の影の長さ l を測定する。すると、次の式から太陽の高度 θ が分かる。
北半球であれば、地軸の傾き φ は、
φ = 90 - x - θ
である。
他の惑星に目を向けると、地軸の傾き（赤道傾斜角）はさまざまである。地軸の傾きが最も小さいのは水星（0度）。水星では季節の変化が起こらない。もっとも軌道の離心率が0.20と大きいため、太陽からの距離の変化に強い影響を受ける。
地軸の傾きの絶対値が最も大きいのは天王星（97.9度）である。ほとんど横倒しのまま自転していることになる。天王星の公転周期は84年であるから、例えば極地から観測すると約40年間昼もしくは夜が続くことになる。 カテゴリ: 地球
更新日時:2008年1月6日(日)02:59
取得日時:2008/10/08 08:19