계절별 태양 고도와 그림자 길이 — 춘분·하지·추분·동지 표로 보기

같은 집이라도 여름과 겨울의 햇빛은 완전히 다릅니다. 그 차이는 대부분 태양 고도에서 나옵니다. 해가 낮을수록 그림자가 길어지고, 그만큼 앞 건물에 가리기 쉬워집니다.

서울의 계절별 정오 태양 고도

절기	정오 태양 고도	낮 길이	그림자 길이(건물 높이 대비)
하지(6월 21일 무렵)	약 76°	약 14시간 45분	약 0.25배
춘분·추분(3월 21일·9월 23일 무렵)	약 52°	약 12시간	약 0.8배
동지(12월 22일 무렵)	약 29°	약 9시간 35분	약 1.8배

서울 위도 37.57° 기준. 정오 고도는 "90° − 위도 ± 23.44°(지구 자전축 기울기)"로, 그림자 길이는 1 ÷ tan(고도)로 계산했습니다. 낮 길이는 해가 지평선에 걸치는 순간(대기 굴절 포함)부터 계산한 값입니다.

동지의 그림자는 하지의 7배

높이 30m(약 10층) 건물의 정오 그림자는 하지에 약 7.5m지만 동지에는 약 54m까지 늘어납니다. 같은 앞 동이 여름에는 거의 문제가 되지 않다가 겨울에는 저층을 통째로 덮을 수 있는 이유입니다.

정오가 아닐 때는 더 길어진다

동지에 해가 정남에서 벗어날수록 고도는 더 낮아집니다. 정오(태양이 정남에 오는 시각) 전후의 서울 동지 태양 고도는 다음과 같습니다.

정오 기준	태양 고도	그림자 길이(높이 대비)
정오	약 29°	약 1.8배
정오 ±1시간	약 27°	약 1.9배
정오 ±2시간	약 23°	약 2.4배
정오 ±3시간	약 16°	약 3.5배

서울에서 태양이 정남에 오는 시각은 시계로 낮 12시가 아니라 12시 30분 안팎입니다(경도 차이와 계절에 따른 균시차 때문). 그래서 겨울 오전 9~10시의 햇빛은 생각보다 훨씬 낮고 약합니다. 달별 일출·남중·일몰 시각은 서울 월별 일출·일몰 시간에 정리했습니다.

춘분·하지에는 시각에 따라 어떻게 달라지나

정오 기준	춘분·추분 고도	그림자(높이 대비)	하지 고도	그림자(높이 대비)
정오	약 52°	약 0.8배	약 76°	약 0.25배
정오 ±1시간	약 50°	약 0.8배	약 71°	약 0.35배
정오 ±2시간	약 43°	약 1.1배	약 61°	약 0.6배
정오 ±3시간	약 34°	약 1.5배	약 49°	약 0.9배
정오 ±4시간	약 23°	약 2.3배	약 37°	약 1.3배

서울 위도 37.57°에서 태양 적위(동지 −23.44°, 춘분·추분 0°, 하지 +23.44°)로 계산한 값입니다. 대기 굴절은 뺐습니다.

여름에는 정오 ±3시간에도 그림자가 건물 높이보다 짧습니다. 여름에 "어느 집이나 다 밝은" 이유입니다. 반대로 동지에는 정오 ±3시간이면 그림자가 높이의 3.5배로 길어져, 오전 9시대·오후 3시대의 볕은 앞이 꽤 트인 집에만 듭니다.

그림자 "길이"와 "깊이"는 다릅니다

위 표의 그림자 길이는 해가 있는 방향으로 잰 값입니다. 그런데 남쪽 앞 동이 동서로 길게 늘어선 판상형이라면, 우리 동에 그늘이 지는지는 남북 방향으로 그림자가 얼마나 뻗는가(깊이)가 결정합니다. 해가 남동·남서쪽으로 비켜 있으면 그림자가 비스듬히 누워서, 길이보다 깊이가 짧아집니다.

• 동지 정오 ±2시간: 그림자 길이는 높이의 약 2.4배지만 남북 깊이는 약 2.1배
• 동지 정오 ±3시간: 길이 약 3.5배, 깊이 약 2.6배
• 춘분·추분: 하루 종일 깊이가 약 0.77배로 같습니다(해가 하늘의 적도를 따라 움직이기 때문)

이 "깊이" 값으로 앞 동과의 거리를 판단하는 방법은 앞 동 거리로 채광 가늠하기에서 이어서 설명합니다. 같은 원리로 창 안쪽까지 햇빛이 들어오는 거리도 계산할 수 있습니다(햇빛이 방 안 깊이 드는 거리).

집을 볼 때 이렇게 활용하세요

• 앞 건물과의 거리가 그 건물 높이의 약 1.8배보다 짧으면 동지 정오에도 그림자가 닿을 수 있습니다 (앞 동 거리로 채광 가늠하기).
• 일조권 기준이 동지를 쓰는 이유도 여기에 있습니다(일조권 침해 기준).
• 해품집의 3D 화면에서 "계절별 비교"를 누르면 네 절기의 일조시간을 한 번에 비교할 수 있습니다.