単位面積あたりの熱量

一般小学生

まとめ

  • 一定の広さ(単位面積)に対して、一定の時間内に地表面などが受ける熱エネルギーの量のこと。
  • 太陽高度が高いほど、光の束が狭い範囲に集中するため、単位面積あたりの熱量は大きくなる。
  • 地表が受ける熱量と地面から逃げる熱量のバランスによって、地温気温の変化が決定される。

解説

太陽から放射されるエネルギー地球にほぼ一定の強さで届いているが、地表がそれを受け取る効率は太陽の高さ(太陽高度)によって大きく変化する。太陽高度が高いとき、太陽光は地面に対して垂直すいちょくに近い角度で降り注ぐ。この状態では、光の束が狭い面積に集中するため、単位面積あたりの熱量は最大となり、地表は効率よく加熱される。

一方で、太陽高度が低いときは、光が地面をなめるように斜めに差し込む。この場合、同じ太さの光の束が広い面積に引き延ばされて分散するため、特定の1地点が受け取る熱量は小さくなる。これが、一日のうちで正午前後が最も暑くなり、また太陽高度が高くなる夏季に気温が上昇する物理的な根拠である。

コラム

地表の温度(地温)は、太陽から受ける熱量と、地面から放出される熱(放射ほうしゃ)のバランスで決まる。日の出から13時ごろまでは、受ける熱量が放出する熱量を上回るため地温は上昇し続ける。13時ごろに両者が等しくなり地温はピークを迎え、それ以降は放出する熱量の方が大きくなるため、翌日の日の出まで地温は下がり続ける。気温の変化はこの地温の変化からさらに1時間ほど遅れてピークを迎えるのが一般的である。

小学生のみなさんへ

太陽の光によって、地面がどれくらい温められるかを表す言葉です。同じ広さの地面に、どれだけの熱が届くかを考えます。

太陽が高いところにあるときは、光がまっすぐ地面に当たります。すると、せまい場所にたくさんの熱が集まるので、地面はとても熱くなります。逆に、太陽が低いときは光がななめに当たるので、熱が広い場所に広がってしまい、地面はあまり温まりません。

地面が温まると、その熱がまわりの空気に伝わって、気温が上がります。だから、太陽が一番高くなるお昼ごろに地面が一番温まり、その少しあとに気温が一番高くなるのです。

ルラスタコラム

砂場と芝生では、同じ太陽の光を受けても温まり方が違います。これは、地面の材料によって熱の吸収しやすさが違うからです。打ち水をして地面を冷やすのも、この熱の性質を利用した知恵ですね。

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