回答

地球の円周上のd kmの弧が中心角θに対応しているので、半径をRとすると
2πR×θ/360=d
R=(d/2π)×360/θ

ととろ

夏至の日には北回帰線(北緯23.4°)で南中時に天頂と成す角が90°になるので 上の図から
θ-23.4°
と言いたいところですが、観測地点が赤道〜北回帰線の間にあった場合(北緯0°から北緯23.4°の間)は
23.4°-θ になるので
θ-23.4° (北緯が23.4°より北の地点)
23.4°-θ (北緯が0°と23.4°の間の地点)
となります

わかりにくいですが、
θが23.4°の場合→夏至には0°(天頂)
θが24.4°の場合→夏至には1°
θが22.4°の場合→夏至にはやはり1°

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先ほど1番に関しては、お答えさせて貰いましたので
2番だけ解説します
夏至の日は、地球の自転軸が23.4°傾くことによって春分の日に比べたら23.4°高くなりますので
そうすると天頂角は小さくなります
θ − 23.4°、、、答

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