時差 ── 12時に太陽が真南に来る町は、日本にほとんどない

教科書のどこに出てくるか

6年生の社会「日本とつながりの深い国々」では、アメリカや中国、韓国、サウジアラビアなどを取り上げて、その国のくらしや日本との結びつきを学びます。そこで必ず顔を出すのが時差です。「日本が昼のとき、アメリカは夜」「日本と時差が14時間ある」といった書き方で出てきます。

ただ、教科書が書いているのは、たいてい結果の数字だけです。「14時間ある」とは書いてあっても、その14がどこから出てきたのかは書かれていません。だから多くの人は、時差を国ごとに決められた、覚えるしかない数字だと思ったまま卒業します。

ちがいます。時差は覚えるものではなく、出すものです。必要な材料は、5年生で習った経度と、わり算とかけ算だけ。しかも出てくる答えは、外国の話で終わりません。いまあなたがいる教室の12時が、太陽から何分ずれているかまで、同じ計算で出てしまいます。

まず、12時に太陽が真南に来ていない証拠

いきなり「あなたの町の12時はずれている」と言われても、たしかめようがないと感じるかもしれません。ところが、これはとても簡単に確かめられます。運動場に立って、自分の影を見るだけです。

もう1つ、道具のいらない証拠があります。影の向きです。太陽が真南に来た瞬間、影はぴったり真北を向きます。方位磁針を置いて、12時のチャイムのときの影の向きを見てみてください。東京では、影はもう真北を通りすぎて、わずかに東へ傾いています。

そして3つめ。日の出と日の入りの時刻が、同じ日本の中でぜんぜんちがうことです。新聞やアプリで、同じ日の東京と福岡の日の出を見比べてください。東京のほうが30分以上早く明けます。日本中の時計は同じ時刻を指しているのに、空は同じ時刻に同じことをしていないのです。

なぜ「15度で1時間」なのか

ここがこの記事の芯です。時差のもとになっている数は、たった2つの数から出てきます。地球が1回転する角度が360度、それにかかる時間が24時間。この2つだけです。

この「1度＝4分」が、この記事でいちばん使う道具です。覚えることはこれ1つだけで、あとはぜんぶ、この4をかけたり15でわったりするだけになります。

向きも大事です。地球は西から東へまわっているので、東にある町のほうが、先に朝になります。だから「東にあるほど時刻が進んでいる」。これも棒と影の話と同じで、覚える決まりではなく、地球のまわる向きから出てくる結果です。

日本の時計は、明石の空に合わせてある

では、日本の時計は何に合わせてあるのでしょうか。答えは東経135度の経線です。この線の上で太陽が真南に来た瞬間を、日本中いっせいに「12時」と呼ぶ、と決めてあります。これを日本標準時といいます。

東経135度の経線は、兵庫県明石市を通ります。だから明石には「子午線のまち」という看板があり、線の真上に天文科学館が建っています。日本のどこにいても、時計が指しているのは明石の空なのです。

なぜ町ごとの時刻にしないのか。昔は、実際に町ごとの時刻でした。ところが鉄道ができて、それでは立ち行かなくなります。東京を9時に出た汽車が大阪に何時に着くのか、東京と大阪で時計の意味がちがったら、書けないのです。だから国の中で時計を1つにそろえました。正確さを少しあきらめて、そろっていることを買ったわけです。

そのかわりに生まれたのが、最初に見た「ずれ」です。自分の町の経度が分かれば、ずれは4をかけるだけで出ます。

自分の町の経度を地図帳で調べて、いま同じ計算をしてみてください。135より大きければ12時より早く、小さければ遅くなります。ぴったり135の町だけが、12時に南中します。日本の町のほとんどは135ではないので、題名のとおり「12時に太陽が真南に来る町は、ほとんどない」のです。

日本の中だけで、南中は1時間30分ちがう

ずれがいちばん大きく出るのは、日本の東のはしと西のはしです。北海道の根室（東経約145.6度）と、日本のいちばん西にある沖縄の与那国島（東経約123度）で計算してみます。

この90分という数は、覚える価値があります。外国との時差を言う前に、日本の中だけで1時間半のずれをかかえているのです。根室の子が11時18分に南中を見ているとき、与那国島の子の太陽は、まだ空の東側にあります。

外国との時差を、自分で計算する

ここまでの道具で、外国との時差も出せます。やることは1つだけです。2つの標準時の経線が何度はなれているかを出して、15でわる。これだけです。

注意するのは1か所だけ。東経と西経にまたがるときは、引き算ではなく足し算になります。0度の線をまたいで数えることになるからです。

ニューヨークの14時間が、教科書に出てくるあの14です。もう覚える必要はありません。135＋75を15でわれば、いつでも作り直せます。

この計算ができると、身のまわりのことがつながります。オリンピックやワールドカップがヨーロッパで開かれる年、決勝の中継が日本の深夜や早朝になるのは、9時間という数のせいです。現地の夜9時は、日本の朝6時。放送局が意地悪をしているのではありません。

経度だけでは出てこない、もう1つのずれ

ここで、正直に書かなければならないことがあります。さきほど計算した「東京は19分早い」は、そのままでは実際の南中時刻になりません。影で測ると、11時41分よりもっと早い日もあれば、もっと遅い日もあります。

理由は、太陽の1日の長さが、日によってわずかにちがうことです。原因は2つあります。

この2つが重なって、ずれが1年をかけて行ったり来たりします。大きさは、いちばん進むときで約16分（11月の初めごろ）、いちばん遅れるときで約14分（2月の中ごろ）です。これを均時差といいます。経度から出るずれとちがって、こちらは日によって変わります。

この表は、影で測ったときに計算と合わなくてもあなたのはかり方が悪いのではないことを示しています。むしろ、11時25分から11時55分のあいだに収まっていれば、正しく測れています。

ついでに、題名の主張がもっと強くなります。東経135度の明石でさえ、南中がちょうど12時になるのは1年に4日ほどしかありません。均時差がちょうど0になる日だけです。「12時に太陽が真南に来る」は、日本のどの町でも、ほとんどの日にあてはまりません。

計算どおりになっていない国がある

もう1つ、正直に書くことがあります。ここまでの計算は、国が決めた時刻を当てるものではありません。15でわって出るのは「太陽から考えればこうなるはず」の値です。実際にどの時刻を使うかは、その国が決めます。だから、計算とずれている国があります。

はっきりした例が中国です。中国は東西にとても広く、東のはしと西のはしで経度が60度ほどちがいます。計算では4時間ぶんです。ところが中国は、国のぜんぶで1つの時刻（東経120度に合わせた時刻）を使っています。

同じ国のはしとはしで、時計と空が3時間近くずれているわけです。それでも1つにしてある理由は、日本が明石にそろえた理由とまったく同じです。国の中で時計がそろっていることのほうが、太陽に合っていることより役に立つ場面が多いからです。

もう2つ、計算どおりでない例をあげます。

とくにサマータイムは大事です。ヨーロッパと日本の時差は、夏と冬でちがいます。ロンドンとの差は冬は9時間ですが、夏は8時間になります。経度は変わっていないのに時差が変わるのは、それが計算ではなく、決まりごとだからです。

いちばん進んだ場所と、いちばん遅れた場所の間

東へ行くほど時刻が進むのなら、東へ進み続けたらどうなるでしょうか。1周すると、24時間ぶん進んでしまいます。同じ場所に戻ってきたのに1日ずれている、という変なことになります。

そこで、地球のどこか1か所に日付を1日もどす線を置くことになりました。これが日付変更線です。だいたい経度180度、太平洋のまん中を南北に走っています。

この線は、経度180度の上をまっすぐ走っているわけではありません。ぎざぎざに曲がっています。1つの国や1つの島が線で分断されると、同じ国の中で日付がちがうことになってしまうからです。だから線は国や島をよけて通ります。

ここでも同じ構造が出てきます。「24時間のどこかで日付を変えなければならない」のは計算から出てくること。「どこを通すか」は人が決めたこと。だから線は曲がっているのです。

つまずきやすいところ

やってみよう

Q1は「ずれているのは時計のほう」、Q2は道具の作り方、Q3は自分の町のずれ、Q4は外国との時差、Q5は国が決めたことのせいで生まれるずれ、Q6は計算では出ない決まりごとでした。ばらばらに見えますが、もとにあるのは「360÷24＝15」という一行だけです。