太陽放射

太陽放射

出典: Wikipedia
一般小学生

まとめ

  • 太陽から電磁波として放出されるエネルギーのことで、地球におけるあらゆる気象現象や生命活動の根本的な源泉となります。
  • 波長の短い「短波放射」としての性質を持ち、大気をほとんど透過して直接地表面を加熱する特徴があります。
  • 単位面積あたりに受けるエネルギー量は、太陽高度が高いほど、また緯度が低いほど大きくなります。

解説

太陽は表面温度が約6000K(ケルビン)という極めて高温の天体であるため、放出されるエネルギーは可視光線をピークとする波長の短い電磁波となります。これを「短波放射」と呼びます。地球に到達した太陽放射のうち、約30%は雲や地表面によって反射されますが、約50%は地表面に吸収されて地面を直接温めます。

空気は太陽放射を吸収しにくい性質を持っているため、太陽の光だけで直接温まることはほとんどありません。まず太陽放射によって地面が温まり、その熱が「地球放射(長波放射)」として放出され、大気中の温室効果ガスに吸収されることで初めて空気が下層から温められます。この仕組みにより、太陽に近い上空よりも地面に近い場所の方が気温が高くなる現象が起こります。

コラム

太陽放射の強さは、太陽の高さ(太陽高度)によって決まります。太陽が真上にあるほど、同じ面積の地面が受ける光の量が多くなるため、地表はより効率的に温められます。また、地球は球体であるため、高緯度地域よりも低緯度地域(赤道付近)の方が太陽高度が高くなり、受け取るエネルギー量が多くなります。

一日の変化で見ると、太陽放射が最も強くなるのは太陽が真南に来る「南中」の時刻ですが、地面が温まり、さらにその熱が空気に伝わるまでには時間がかかるため、気温が最も高くなるのは午後2時ごろ(南中から約2時間後)になるのが一般的です。

小学生のみなさんへ

太陽からやってくる光や熱のエネルギーのことを「太陽放射ほうしゃ」といいます。地球にいるすべての生き物や、雨や風などの天気の動きは、すべてこの太陽のエネルギーがもとになっています。

ふしぎなことに、太陽の光は空気を直接温めることはほとんどありません。太陽の光はまず地面を温めます。そして、温まった地面の熱が次に空気に伝わることで、まわりの温度(気温)が上がっていくのです。日なたの地面が熱くなるのは、太陽のエネルギーを直接受け取っているからですね。

また、太陽が空の高いところにあるときほど、地面を温める力は強くなります。そのため、太陽が一番高くなるお昼ごろに地面がもっとも温められ、その少しあとに気温が一番高くなるという仕組みになっています。

ルラスタコラム

山の上は太陽に近いのに、どうして地上より寒いのでしょうか?それは、空気が太陽の光で直接温まるのではなく、地面からの熱で温まるからです。山の上は空気がうすく、地面から伝わる熱をたくわえにくいため、地上よりも寒くなるのですよ。

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