一般小学生
まとめ
【定義】
垂直とは、ある平面や直線に対して直角(90度)に交わる状態のことである。理科の気象分野では、太陽光が地面に差し込む角度(入射角)に関連して、地表が受けるエネルギーの大きさを説明する際に用いられる。
まとめ
太陽光が地面に対して垂直に近い角度で当たるほど、単位面積あたりの受熱量は大きくなり、地面や空気の温度を上昇させる。1日の変化においては、太陽高度、地温、気温の順にピークが遅れて現れる。
解説
太陽が真南に来る南中時、太陽高度は最大となり、光は地面に対して最も垂直に近い角度で降り注ぐ。このとき、地表が受ける熱エネルギーが最大となるが、地面が温まるまでには時間がかかるため、地温のピークは正午から約1時間遅れた13時頃になる。さらに、温まった地面が接している空気を温めるため、気温のピークは地温よりさらに遅い14時頃になる。天候の影響も重要であり、晴天時は日光による加熱と夜間の放射冷却の影響が大きいため気温の変動が激しい。一方、曇天や雨天時は雲が日光を遮るが、同時に地上の熱を逃がさない保温効果を持つため、気温の変化は緩やかになる。また、地面の深さによる温度変化の伝わり方にも差があり、深くなるほど地上からの熱伝導に時間がかかるため、温度変化の幅が小さくなり、変化のタイミングも遅くなるという特徴がある。
小学生のみなさんへ
太陽が空の高いところにあるとき、太陽の光は地面に「まっすぐ(垂直)」に近い角度で当たります。光がまっすぐ当たると、地面はとても強く温められます。地面が温まると、そのあとでまわりの空気も温まります。だから、1日の中で一番暑くなるのは、太陽が一番高くなってから少しあとの時間になります。地面の深いところは、太陽の熱が伝わりにくいので、温度があまり変わりません。
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