계절의 변화
태양 고도 측정기로 하루 동안 태양 고도 · 그림자 길이 · 기온의 관계를 찾고, 계절에 따라 남중 고도와 낮의 길이가 달라지는 것을 실제 자료로 확인해요. 계절이 바뀌는 까닭은 지구가 자전축이 기울어진 채 공전하기 때문이에요.
단원 정보
이 단원을 마치면
- 태양 고도 측정기로 하루 동안 태양 고도 · 그림자 길이 · 기온을 재고 그 관계를 찾는다.
- 계절에 따른 태양의 남중 고도와 낮의 길이 사이의 관계를 자료에 근거하여 추론한다.
- 남중 고도에 따라 땅이 받는 태양 에너지가 달라짐을 실험으로 확인한다.
- 계절이 바뀌는 까닭을 지구의 자전축이 기울어진 채 공전하는 것으로 설명한다.
문제 · 답 · 설명이 틀렸다면 틀린 곳 알려 주기 →
태양 고도 · 그림자 길이 · 기온
이 개념 문제 7개 풀기 →초등에서 — 이 단원
다음에
더 높은 층은 준비 중
태양이 지평선과 이루는 각을 태양 고도라고 해요. 막대를 땅에 수직으로 세우면 햇빛 때문에 그림자가 생기는데, 막대 끝과 그림자 끝을 이은 선이 땅과 이루는 각이 태양 고도예요. 이렇게 태양 고도를 재는 장치가 태양 고도 측정기예요.
막대와 그림자
자료 · 계산 태양 고도는 서울의 천문 계산(미국 해군천문대 식), 기온은 기상청 서울 관측소(47108)의 2025년 4월 3일 시간별 관측(미국 NOAA NCEI 세계 시간별 관측 ISD), 사진 위키미디어 공용(경복궁 앙부일구 · 겨울의 긴 그림자)
해 볼 것 · 먼저 예상해 보세요 — 태양 고도가 높아지면 그림자는 길어질까요, 짧아질까요? 시각을 바꾸고 ▶ 하루 흘려 보기를 눌러 봐요.
하루 동안 태양 고도는 아침에 낮았다가 점점 높아져서, 태양이 정남쪽에 올 때(남중) 가장 높고, 오후에 다시 낮아져요. 태양 고도가 높을수록 그림자는 짧아요 — 그래서 한낮에 그림자가 가장 짧아요. 그림자는 태양의 반대쪽에 생기니, 아침에는 서쪽으로, 한낮에는 북쪽으로, 저녁에는 동쪽으로 생겨요.
운동장 그림자 3D
자료 · 계산 코드로 그린 설명용 모형(운동장 · 막대 1 m · 나무 · 사람) — 태양의 자리는 서울의 실제 천문 계산, 그림자는 평행한 햇빛으로 그린 그림자
해 볼 것 · 날짜와 시각을 바꾸며 막대 · 나무 · 사람의 그림자가 어느 쪽으로, 얼마나 길게 생기는지 봐요. 하지와 동지의 한낮 그림자도 견줘 봐요.
맑았던 2025년 4월 3일, 서울의 기상청 관측소에서 1시간마다 잰 기온과 같은 시각의 태양 고도 · 그림자 길이(10 cm 막대)를 함께 그려 보면 관계가 보여요. 태양은 12시 36분쯤 남중했고, 1시간마다 잰 값 가운데 태양 고도는 13시에 가장 높고(약 57°) 그림자는 그때 가장 짧았어요(6.4 cm). 그런데 기온은 2시간쯤 늦은 15시에 가장 높았어요(16.7°C). 햇빛이 먼저 땅을 데우고, 데워진 땅이 공기를 데우는 데 시간이 걸리기 때문이에요.
하루 동안 재 보기
자료 · 계산 태양 고도는 서울의 천문 계산(미국 해군천문대 식), 기온은 기상청 서울 관측소(47108)의 2025년 4월 3일 시간별 관측(미국 NOAA NCEI 세계 시간별 관측 ISD), 사진 위키미디어 공용(경복궁 앙부일구 · 겨울의 긴 그림자)
해 볼 것 · 시각 막대를 움직이며 세 그래프의 값을 읽어 봐요. 태양 고도가 가장 높은 때와 기온이 가장 높은 때는 같을까요?
측정기 만들기
자료 · 계산 태양 고도는 서울의 천문 계산(미국 해군천문대 식), 기온은 기상청 서울 관측소(47108)의 2025년 4월 3일 시간별 관측(미국 NOAA NCEI 세계 시간별 관측 ISD), 사진 위키미디어 공용(경복궁 앙부일구 · 겨울의 긴 그림자)
해 볼 것 · 태양 고도 측정기를 만들어 재는 차례를 맞혀 보세요.
10 cm 막대로 만든 태양 고도 측정기로 2025년 4월 3일 서울에서 그림자 길이를 쟀더니 9시에 16.3 cm, 11시에 8.1 cm, 13시에 6.4 cm, 15시에 10.4 cm 였어요. ① 태양 고도가 가장 높았던 때는? ② 그림자 길이가 막대 길이와 같아지면 태양 고도는 몇 도일까요?
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① 태양 고도가 높을수록 그림자가 짧으니, 그림자가 가장 짧은 13시예요(약 57°). ② 막대와 그림자의 길이가 같으면 막대 끝 · 그림자 끝 · 막대 밑이 직각 이등변 삼각형을 이뤄 태양 고도는 **45°**예요.
같은 날의 그래프에서 ① 태양 고도가 가장 높은 때, ② 그림자가 가장 짧은 때, ③ 기온이 가장 높은 때를 찾고, ③이 ①보다 늦은 까닭을 쓰세요.
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① 13시, ② 13시, ③ 15시예요. 기온은 태양 고도가 가장 높은 때보다 2시간쯤 늦게 가장 높아요. 햇빛이 땅을 데우고, 데워진 땅이 다시 공기를 데우는 데 시간이 걸리기 때문이에요.
하루 동안 태양 고도가 높아지면 그림자 길이는 어떻게 될까요?
계절에 따른 남중 고도와 낮의 길이
이 개념 문제 6개 풀기 →초등에서 — 이 단원
다음에
하루 중 태양이 남중했을 때의 고도를 남중 고도라고 해요. 남중 고도는 계절마다 달라요. 서울에서 하지(6월 21일)에는 약 76°로 가장 높고, 동지(12월 22일)에는 약 29°로 가장 낮으며, 춘분(3월 20일) · 추분(9월 23일)에는 약 52°예요.
계절의 태양 길
자료 · 계산 남중 고도 · 낮의 길이는 서울의 천문 계산, 평년 기온은 WMO 1991 ~ 2020 평년값(기상청 → WMO, NOAA NCEI 배포), 햇빛 에너지는 NASA POWER 기후 평년값(구름이 있을 때 · 없을 때), 사진 위키미디어 공용(아날렘마 두 장)
해 볼 것 · 먼저 예상해 보세요 — 남중 고도가 높은 날은 낮이 길까요, 짧을까요? 날짜 막대를 움직이며 남중 고도와 낮의 길이를 읽어 봐요.
남중 고도가 높은 날일수록 태양이 하늘에 떠 있는 길이 길어서 낮이 길어요. 서울의 낮의 길이는 하지에 14시간 46분(5시 11분 ~ 19시 57분), 동지에 9시간 34분(7시 44분 ~ 17시 18분)이에요. 춘분 · 추분에는 낮과 밤의 길이가 거의 같아요.
누리집의 자료로 1년 동안의 변화를 보면, 남중 고도가 높은 여름에는 낮이 길고 기온이 높아요. 가장 더운 달은 남중 고도가 가장 높은 6월보다 늦은 8월이에요 — 하루 동안 기온이 남중보다 늦게 가장 높아지는 것처럼, 땅과 바다가 데워지는 데 시간이 걸리기 때문이에요.
1년 자료
자료 · 계산 남중 고도 · 낮의 길이는 서울의 천문 계산, 평년 기온은 WMO 1991 ~ 2020 평년값(기상청 → WMO, NOAA NCEI 배포), 햇빛 에너지는 NASA POWER 기후 평년값(구름이 있을 때 · 없을 때), 사진 위키미디어 공용(아날렘마 두 장)
해 볼 것 · 낮의 길이 · 평년 기온 · 햇빛 에너지를 바꿔 가며 남중 고도와 견줘 봐요. 7월은 왜 햇빛 에너지가 줄었을까요?
관계 찾기
자료 · 계산 남중 고도 · 낮의 길이는 서울의 천문 계산, 평년 기온은 WMO 1991 ~ 2020 평년값(기상청 → WMO, NOAA NCEI 배포), 햇빛 에너지는 NASA POWER 기후 평년값(구름이 있을 때 · 없을 때), 사진 위키미디어 공용(아날렘마 두 장)
해 볼 것 · 점 그래프에서 점들이 어떻게 늘어서는지 봐요. 기온과도 견줘 보면 무엇이 다를까요?
서울에서 하지와 동지의 ① 남중 고도, ② 낮의 길이를 견주고, ③ 하지의 낮은 동지보다 몇 분 더 긴지 구하세요.
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① 하지 약 76°, 동지 약 29° — 하지가 더 높아요. ② 하지 14시간 46분, 동지 9시간 34분 — 하지가 더 길어요. ③ 14시간 46분 = 886분, 9시간 34분 = 574분 → 886 − 574 = 312분(5시간 12분) 더 길어요.
달마다 남중 고도와 평년 기온 자료에서 ① 남중 고도가 가장 높은 달과 ② 기온이 가장 높은 달을 찾고, 두 달이 다른 까닭을 쓰세요.
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① 6월(약 76°), ② 8월(26.1°C)이에요. 남중 고도가 높아 땅이 받는 태양 에너지가 많은 때가 지나도, 땅과 바다가 데워진 열이 쌓이는 데 시간이 걸려 가장 더운 때가 늦어져요.
하지에 대한 설명으로 옳은 것은?
계절이 바뀌는 까닭
이 개념 문제 7개 풀기 →남중 고도가 높으면 왜 더울까요? 같은 양의 햇빛이라도 비스듬히 비추면 넓게 퍼져서 같은 넓이의 땅이 받는 에너지가 적어요. 서울에서 하지 한낮(약 76°)에는 바로 위에서 비출 때의 97%를, 동지 한낮(약 29°)에는 48%만 받아요 — 동지의 햇빛은 하지보다 2배쯤 넓게 퍼지는 셈이에요. 그래서 남중 고도가 높은 여름에 땅이 더 많이 데워져요. 게다가 여름에는 낮이 길어 햇빛을 더 오래 받아요.
햇빛이 닿는 넓이
자료 · 계산 햇빛이 닿는 넓이 = 1 ÷ sin(태양 고도), 전등 실험의 온도는 실험을 본뜬 어림(실제 측정값 아님), 지구와 태양 사이의 거리는 JPL 궤도 요소(J2000)로 계산, 사진 위키미디어 공용(경복궁 향원정 겨울 · 여름, NASA DSCOVR EPIC 네 계절의 지구)
해 볼 것 · 오른쪽의 태양 고도를 바꾸며 햇빛이 닿는 넓이와 같은 넓이가 받는 햇빛(%)을 읽어 봐요.
전등 실험
자료 · 계산 햇빛이 닿는 넓이 = 1 ÷ sin(태양 고도), 전등 실험의 온도는 실험을 본뜬 어림(실제 측정값 아님), 지구와 태양 사이의 거리는 JPL 궤도 요소(J2000)로 계산, 사진 위키미디어 공용(경복궁 향원정 겨울 · 여름, NASA DSCOVR EPIC 네 계절의 지구)
해 볼 것 · 먼저 예상해 보세요 — 바로 위에서 비춘 모래와 비스듬히 비춘 모래 가운데 어느 쪽의 온도가 더 많이 오를까요? ▶ 10분 비추기를 눌러 봐요.
그러면 남중 고도는 왜 계절마다 달라질까요? 지구는 자전축이 기울어진 채(약 23.5°) 태양 둘레를 공전해요. 자전축은 공전하는 동안 늘 우주의 같은 쪽을 향해서, 북쪽이 태양 쪽으로 기울어진 자리(하지 무렵)에서는 우리나라의 남중 고도가 높고, 반대쪽 자리(동지 무렵)에서는 낮아요. 그래서 땅이 받는 태양 에너지가 달라져 계절이 바뀌어요.
만약 자전축이 기울어지지 않고 공전 궤도면에 수직이라면, 지구가 어느 자리에 있어도 남중 고도(서울 약 52°)와 낮의 길이가 같아 계절의 변화가 생기지 않아요. 여름이 더운 것은 태양과 가까워서가 아니에요 — 지구는 오히려 1월 초에 태양과 가장 가까워요(약 1억 4,710만 km).
기울어진 자전축
자료 · 계산 햇빛이 닿는 넓이 = 1 ÷ sin(태양 고도), 전등 실험의 온도는 실험을 본뜬 어림(실제 측정값 아님), 지구와 태양 사이의 거리는 JPL 궤도 요소(J2000)로 계산, 사진 위키미디어 공용(경복궁 향원정 겨울 · 여름, NASA DSCOVR EPIC 네 계절의 지구)
해 볼 것 · ‘자전축 세우기’를 눌러 네 자리의 남중 고도를 견줘 봐요.
계절 3D
자료 · 계산 지구 겉면 NASA 블루 마블(퍼블릭 도메인) + 코드로 그린 모형 — 자전축 약 23.5°, 태양까지의 거리 · 크기는 줄임, 남중 고도와 낮의 길이는 서울의 실제 천문 계산
해 볼 것 · ▶ 1년 흘려 보기를 누르고 북극 쪽이 태양을 향할 때와 반대쪽을 향할 때 서울의 남중 고도 · 낮의 길이를 봐요. 자전축을 세우면 어떻게 될까요?
우주(태양 쪽)에서 본 지구 — 2023년 12월 21일 · 2024년 3월 19일 · 6월 20일 · 9월 22일. 6월에는 북극 쪽이, 12월에는 남극 쪽이 태양을 향해 더 많이 보여요
사진 NASA Earth Observatory(DSCOVR EPIC) · 퍼블릭 도메인
서울에서 하지 한낮과 동지 한낮에 같은 넓이의 땅이 받는 햇빛을 견주면 어느 때가 얼마나 더 많을까요? (바로 위에서 비출 때를 100% 로 하면 하지 한낮 97%, 동지 한낮 48%)
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하지 한낮이 97%, 동지 한낮이 48% 이니 하지 한낮이 약 2배 더 많이 받아요(97 ÷ 48 ≈ 2). 남중 고도가 높을수록 햇빛이 좁은 곳에 모이기 때문이에요.
지구의 자전축이 기울어지지 않고 공전 궤도면에 수직이라면, 서울의 ① 남중 고도와 ② 계절은 어떻게 될까요?
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① 지구가 공전 궤도의 어느 자리에 있어도 남중 고도가 1년 내내 같아요(약 52°). ② 땅이 받는 태양 에너지가 1년 내내 비슷해 계절의 변화가 생기지 않아요. 계절이 바뀌는 것은 자전축이 기울어진 채 공전하기 때문이에요.
계절이 바뀌는 까닭으로 옳은 것은?
- 기온은 태양 고도가 가장 높은 한낮에 가장 높다? — 기온은 그보다 2시간쯤 늦게 가장 높아요(서울 4월 3일: 태양 고도 13시, 기온 15시).
- 태양 고도가 높을수록 그림자가 길다? — 태양 고도가 높을수록 그림자는 짧아요.
- 여름에 더운 것은 태양과 가까워서다? — 지구는 1월 초에 태양과 가장 가까워요. 남중 고도가 높고 낮이 길어 태양 에너지를 많이 받기 때문이에요.
- 자전축이 기울어지지 않아도 공전하면 계절이 생긴다? — 자전축을 세우면 남중 고도가 1년 내내 같아 계절이 생기지 않아요.
- 태양 고도는 태양을 직접 보고 잰다? — 태양은 맨눈으로 보지 않고 그림자로 재요.
한 장 요약
한 장 요약
- 태양이 지평선과 이루는 각이 태양 고도예요. 태양 고도가 높을수록 그림자는 짧고, 태양이 남중할 때 태양 고도가 가장 높고 그림자가 가장 짧아요.
- 기온은 태양 고도가 가장 높은 때보다 2시간쯤 늦게 가장 높아요 — 땅과 공기가 데워지는 데 시간이 걸려요.
- 남중 고도는 하지에 가장 높고(서울 약 76°) 동지에 가장 낮아요(약 29°). 남중 고도가 높을수록 낮이 길어요(하지 14시간 46분 · 동지 9시간 34분).
- 남중 고도가 높으면 같은 넓이의 땅이 받는 태양 에너지가 많아 기온이 높아요.
- 계절이 바뀌는 까닭은 지구가 자전축이 기울어진 채 태양 둘레를 공전하기 때문이에요 — 자전축을 세우면 계절이 생기지 않아요.
교육과정 · 2022 개정 초등학교 과학 5 · 6학년군 · (13) 계절의 변화 · [6과13-01] ~ [6과13-03] · 태양 고도 측정기를 만들어 하루 동안 태양 고도 · 그림자 길이 · 기온을 재서 표와 그래프로 나타내고, 누리집의 자료로 계절에 따른 남중 고도와 낮의 길이의 관계를 해석해요. 자전축이 기울어진 채 공전하기 때문에 계절에 따라 남중 고도가 달라져 지표가 받는 태양 에너지의 차이로 계절의 변화가 생김을 다뤄요.
Practice
문제 풀기 20문제
태양이 지평선과 이루는 각을 무엇이라고 할까요?
답하루 중 태양 고도가 가장 높을 때 막대의 그림자 길이는 어떠할까요?
하루 중 태양이 정남쪽에 와서 가장 높이 떴을 때의 태양 고도를 무엇이라고 할까요?
답우리나라에서 1년 중 낮의 길이가 가장 긴 때는 언제일까요?
계절이 바뀌는 까닭은 지구가 무엇이 기울어진 채 태양 둘레를 공전하기 때문일까요?
답남중 고도가 높을 때 같은 넓이의 땅이 받는 태양 에너지는 남중 고도가 낮을 때와 견주어 어떠할까요?
태양 고도 측정기로 태양 고도를 재는 모습이에요. 태양 고도를 나타내는 각은 어느 것일까요?
맑았던 2025년 4월 3일 서울에서 1시간마다 잰 태양 고도와 기온 그래프예요. 기온이 가장 높았던 때는 태양 고도가 가장 높았던 때보다 몇 시간 늦을까요?
답시간10 cm 막대의 그림자 길이를 2025년 4월 3일 서울에서 잰 결과예요. (9시 16.3 cm, 11시 8.1 cm, 13시 6.4 cm, 15시 10.4 cm) 이 가운데 태양 고도가 가장 높았던 때는 언제일까요?
서울의 남쪽 하늘에서 하지 · 춘분 · 동지의 태양 길을 나타낸 그림이에요. 1년 중 낮의 길이가 가장 긴 날의 태양 길은 어느 것일까요?
하지와 동지를 견준 설명으로 옳은 것은 무엇일까요?
서울의 낮의 길이는 하지에 14시간 46분, 동지에 9시간 34분이에요. 하지의 낮은 동지보다 몇 분 더 길까요?
답분같은 양의 햇빛이 땅에 닿는 두 모습이에요. 같은 넓이의 땅이 받는 햇빛이 더 많은 것과, 그와 같은 계절을 바르게 짝지은 것은 무엇일까요?
자전축이 기울어진 채 태양 둘레를 공전하는 지구를 북극 위에서 비스듬히 본 그림이에요. 우리나라가 여름일 때 지구의 위치는 어디일까요?
맑은 날 하루 동안의 태양 고도 · 그림자 길이 · 기온에 대한 설명으로 옳은 것을 모두 고른 것은 무엇일까요? (ㄱ. 태양 고도가 높아지면 그림자 길이는 짧아진다. ㄴ. 그림자 길이가 가장 짧을 때 기온이 가장 높다. ㄷ. 태양 고도는 태양이 남중했을 때 가장 높다.)
달마다(15일) 서울의 남중 고도(막대)와 낮의 길이(선)를 나타낸 그래프예요. 이 그래프로 알 수 있는 것은 무엇일까요?
지구의 자전축이 기울어지지 않고 공전 궤도면에 수직인 채로 공전한다면, 서울에서 일어날 일로 옳은 것은 무엇일까요?
우리나라에서 여름이 겨울보다 더운 까닭으로 옳은 것을 모두 고른 것은 무엇일까요? (ㄱ. 남중 고도가 높아 같은 넓이의 땅이 받는 태양 에너지가 많다. ㄴ. 낮의 길이가 길다. ㄷ. 지구가 태양과 더 가깝다.)
맑았던 2025년 4월 3일 서울에서 태양 고도는 13시에, 기온은 15시에 가장 높았어요. ① 그림자 길이가 가장 짧았던 때를 쓰고, ② 기온이 가장 높은 때가 태양 고도가 가장 높은 때보다 늦은 까닭을 설명하세요.
계절이 바뀌는 까닭을 ① 지구의 자전축과 공전, ② 남중 고도, ③ 땅이 받는 태양 에너지라는 말을 모두 넣어 설명하세요.
문제 · 답 · 설명이 틀렸다면 틀린 곳 알려 주기 → (운영자에게만 가요)
만든 판
지금 기본 판2026 · Claude Opus 5.5 판
초등과학지구와우주#2026#claude-opus-5-5
- 만든 도구
- Claude
- 모델
- claude-opus-5-5
- 만든 날
- 2026-10-17
- 다시 읽고 확인
- 아직이에요
이 단원이 좋았다면
친구에게 나누기
/notes/e-science-earth/v/2026-claude-opus-5-5/seasons
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