日の入りがいちばん早いのは、冬至の日じゃないって本当？
― 日が短いことと、日が暮れるのが早いことは、別の話です

一年でいちばん昼が短い日は、たしかに冬至です。ところが、夕方いちばん早く暗くなる日は冬至ではありません。東京ではおよそ半月も前、12月の上旬です。しかも朝いちばん遅く明るくなる日は、年が明けてからやってきます。ずれをつくっているのは、毎日少しずつ後ろへずれていく「正午」のほうでした。

ずれの理由は、たった2つです

この2つが足し算されると、夕方と朝で、ずれる向きが逆になります。順に見ていきましょう。

まず、昼の長さのほうを見てみる

東京では、11月の下旬に昼の長さが1日あたり1分近く縮んでいきます。ところが冬至が近づくにつれ、この縮み方はどんどんゆるやかになります。冬至の当日には、縮みはほぼ止まります。

ボールを投げ上げたとき、いちばん高いところでボールが一瞬止まって見えるのと同じです。折り返し地点の近くでは、変化がとてもゆっくりになります。冬至の前後1週間ほど、昼の長さは合わせて1〜2分しか変わりません。

つまり「冬至の前後では、昼の長さは実質的に横ばい」なのです。すると、夕暮れの時刻を決めるのは、もう一方の要因のほうになります。

犯人は、毎日おくれる「正午」でした

私たちの時計は、1日をきっちり24時間で刻みます。ところが、太陽が南の空でいちばん高くなってから、次の日にまた高くなるまでの時間は、24時間ちょうどではありません。日によって長かったり短かったりします。

理由は2つあります。ひとつは、地球が太陽のまわりを回る道が、まん丸ではなく少しつぶれた楕円だから。太陽に近い時期ほど、地球は速く進みます。もうひとつは、地球の地軸が傾いているため、太陽が空を横切る向きが季節で変わるからです。

この2つが重なると、太陽の南中時刻は1年をかけてじりじり前後します。このずれは均時差と呼ばれています。そして12月上旬は、ちょうど南中時刻がいちばん速い勢いで後ろへずれていく時期にあたります。

日の入りの時刻は、「南中時刻」に「昼の長さの半分」を足したものです。昼の長さが横ばいなのに南中だけが遅れていけば、日の入りも遅くなっていきます。図1を見てください。

朝は、なぜ逆にずれるのか

日の出の時刻は、「南中時刻」から「昼の長さの半分」を引いたものです。夕方とは引き算になっている点がポイントです。

冬至の前は、昼が縮む効果のほうが強く、日の出はどんどん遅くなります。冬至を過ぎると昼は伸びはじめますが、その伸びはまだごくわずかです。一方、南中の遅れはまだ続いています。だから日の出は、冬至の後もしばらく遅くなり続けるのです。

結果として、日の入りは冬至より前に、日の出は冬至より後に、それぞれ折り返します。図2でその足し算と引き算を見てみましょう。

まとめ

「冬至はいちばん昼が短い日」は正しく、「冬至はいちばん早く暗くなる日」は正しくありません。この2つはよく混同されますが、別のことを指しています。昼の長さが冬至の前後で横ばいになる一方、南中の時刻だけが遅れ続けるため、夕方の折り返しは前へ、朝の折り返しは後ろへずれるのです。

冬至が決めているのは、昼の「長さ」だけ。
暗くなる「時刻」を決めているのは、遅刻し続ける正午のほうです。

季節そのものがなぜ生まれるのかは 季節はなぜあるの？ に、1年の長さと暦のずれについては 秋分の日は、なぜ年によって日付が変わるの？ にまとめています。

※本記事は一般向けの科学解説です。掲載した数値は、しくみを理解するための目安・概算です。実際の日の出・日の入りの時刻は地点と年によって変わるため、正確な値は国立天文台などの公式な暦でご確認ください。