地面からの放射熱

• 太陽放射によって加熱された地表面が、吸収したエネルギーを電磁波（主に赤外線）として再び大気中へ放出する熱のこと。
• 大気が太陽光で直接温められるのではなく、まず地面が温まり、その熱が伝導や対流によって空気を温める仕組みの根幹を成す。
• 地温や気温の日変化において、太陽高度のピークと温度のピークにタイムラグが生じる最大の要因である。

解説

地球の大気は、太陽から届く短い波長のエネルギー（太陽放射）をほとんど吸収せず透過させる性質を持っています。そのため、太陽光はまず地表面を加熱します。加熱された地表面は、自身の温度に応じた長い波長のエネルギー（長波放射）を赤外線として放出します。これが「地面からの放射熱（地球放射）」です。

大気中に含まれる水蒸気や二酸化炭素などは、この赤外線を吸収しやすい性質があるため、地面に近い空気から順に温まっていきます。太陽高度が最も高くなるのは正午ですが、地温のピークは13時ごろ、気温のピークは14時ごろとズレが生じます。これは、太陽から受ける熱量と地面から放出される放射熱のバランスが関係しています。

具体的には、日の出から13時ごろまでは「太陽から受ける熱 ＞ 地面から出す熱」の状態であるため地温が上昇し続けます。13時ごろに両者が等しくなり地温が最大となります。その後、13時から翌日の日の出までは「太陽から受ける熱 ＜ 地面から出す熱」となり、地温は下がり続けます。気温はこの地温の変化を追いかけるように変化するため、さらに1時間ほど遅れてピークを迎えるのです。