一般小学生
まとめ
【定義】
放射冷却とは、物体が熱放射(赤外線の放出)によって熱エネルギーを失い、温度が下がる現象のことである。気象学においては、夜間に地表から赤外線が放出され、地表付近の気温が低下することを指す。
まとめ
放射冷却は、雲のない晴れた夜間に顕著となり、地表付近を急激に冷却させる。地表の温度変化は太陽放射と地球放射のバランスによって決まり、太陽高度・地温・気温のピークにはそれぞれ時間差が生じる。
解説
地表付近の温度変化は、太陽からの受熱と地面からの放熱の関係で決まる。昼間は太陽放射が地球放射を上回るため、地面が熱せられ、その熱が空気に伝わることで気温が上昇する。太陽が南中する12時に太陽高度が最大となるが、地温のピークは13時、気温のピークは14時と、熱が伝わる過程で段階的に遅れが生じる。夜間は太陽放射がなくなるため、地球放射による冷却(放射冷却)のみが進行する。この際、雲が存在すれば地上の熱を閉じ込める保温効果が働くが、雲がない快晴の夜は熱が宇宙へ逃げやすく、冷え込みが厳しくなる。また、地中の温度変化については、深くなるほど地表の熱が伝わるのに時間を要するため、温度変化の幅が小さくなり、変化のタイミングも地表より大きく遅れる特性がある。
小学生のみなさんへ
雲がない夜、地面の熱が宇宙へどんどん逃げていき、朝方にとても寒くなることを「放射冷却」と言うよ。雲は地面の熱をにがさない「おふとん」のような役割をしているけれど、晴れている日はそのおふとんがないから、地面がどんどん冷えてしまうんだ。また、太陽が一番高い時間は12時だけど、地面が一番あたたまるのは13時ごろ、空気が一番あたたまるのは14時ごろと、少しずつ時間がずれるのも特徴だよ。
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