6월 21일 10시 42분 하지를 맞이하게 된다. 이날은 북반구가 일년 중 낮이 가장 긴 하루이며 북쪽으로 갈수록 낮의 시간이 더 길다. 천문학적 각도에서 보면 하지의 ‘지(至)’는 무엇에 이르렀다는 뜻일가? 이날에는 또 무엇이 오지 않을가?
“해가 가장 북쪽에 이르면 낮의 시간이 가장 길고 해의 그림자가 가장 짧아지기 때문에 하지라고 한다.” 중국과학원 자금산천문대 과학보급주고나 왕과초는 천문학에서 하지란 태양이 천구상에서 천적도에서 가장 북쪽에 이르는 순간을 말하며 이때 태양이 지구의 북회귀선을 직접 비춘다는 것을 의미한다. 하지날에는 북반구에서 낮이 가장 길며 북회귀선 이북지역에서는 정오에 태양이 가장 높고 수직물체의 그림자가 가장 짧다.
하지 때 북반구의 낮이 가장 길지만 일년 중 가장 늦은 일몰은 보통 이날이 아니다. 이는 진태양시(真太阳时)와 평태양시(平太阳时)의 차이 때문이다. 왕과초는 “해가 뜨면 일하고 해가 지면 쉰다”는 생활방식이 기반한 실제 태양의 운동시간을 진태양시라고 해석했다. 진태양시체계에서 하지날은 확실히 일출이 가장 빠르고 일몰이 가장 늦은 날이다. 그러나 진태양시의 불균일성으로 인해 우리는 일상적으로 가상의 태양 평균운동을 근거로 얻은 평태양시를 사용한다. 이렇게 되면 매일 균등한 시간 즉 24시간이 있게 된다.
진태양시와 평태양시 사이의 차이를 균시차라고 하는데 그 존재로 인해 하지 당일에는 보통 가장 늦게 해가 지지 않는다. 지구의 공전궤도가 타원형이고 황적교각이 존재하기 때문에 평균 시차값은 1년 동안 계속 변하며 그 차이는 마이너스 14분에서 플러스 16분 사이이다. 왕과초는 “북경을 례로 들면 1년 중 가장 늦게 해가 지는 것은 보통 6월 말이다.”라고 말했다.
이외 하지 전후로 북반구의 낮 태양은 고도각이 크고 일조시간이 길며 많은 복사에너지를 받지만 하지 때의 기온이 일년 중 가장 높은 것은 아니다. 왕과초는 “지표면 열에너지 수지(收支)의 루적효과를 고려할 때 일반적으로 하지 이후 일정기간 지면이 흡수하는 열은 여전히 방출하는 열보다 크며 지면온도는 계속 상승한다. 처서절기 전후까지 지면에서 방출되는 열이 흡수된 열보다 커지기 시작하면서 온도가 점점 낮아진다.”라고 말했다.
주목할 만한 것은 우리 나라 고대인들이 그림자의 장단변화를 관찰하여 계절변화를 판단했다는 점이다. ‘립간견영(立竿见影)’이라는 성구가 바로 이와 관련이 있다. 왕과초는 “북회귀선지역에 위치한 대중은 하지에 ‘립간무영’의 흥미로운 현상을 볼 수 있다. 이는 하지일 정오에 태양이 하늘공중에 위치하여 해빛이 수직으로 지면을 비추기 때문이다.”라고 말했다.
