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「北風と太陽」にみる気温のしくみ

2022.12.15

Updated by WirelessWire News編集部 on December 15, 2022, 07:47 am JST

気温は太陽からのエネルギーが大きなファクター

イソップ童話の「北風と太陽」という話がある。この話では、北風は寒いもの、太陽は暖かいものの象徴として書かれている。北半球に住んでいればそんなことは常識中の常識だが、なぜそうなのかを考えたことはあるだろうか。実は「北風と太陽」は気温をつかさどる重要なファクターなのだ。

地球の気温をあげるのは、ご存じの通り太陽から地球が受け取るエネルギーである。地球は太陽からのエネルギー(おもに可視光線)を受け取り、それによって地面や海面が温まる。すると、地面や海面と接する空気が温められる。これが気温の上昇する仕組みである。

それと同時に、地球は太陽から受け取ったエネルギーと同じ量のエネルギー(赤外線)を宇宙に向かって放出している。すると、気温は下がる。このように、地球からエネルギーが放出されることで冷える現象を「放射冷却」という。

太陽からのエネルギーを受け取れるのは昼間の間だけである。また、太陽高度が高ければ高いほど面積当たり多くのエネルギーを受け取れる(これは、懐中電灯を垂直に照らしたときと、斜めから照らしたときを比べたら、垂直に照らされた面のほうが明るいことを想像すると理解しやすいのではないだろうか)。逆に、地球からはいつでもどこからも、同じ量ずつエネルギーが放出されている。

そうなると、昼は「太陽から受け取るエネルギー>地球から放出するエネルギー」なので、気温は上がっていくが、夜は太陽から受け取るエネルギーがゼロになる一方で、地球からはずっとエネルギーが放出され続けるので気温が下がっていく。だから、晴れた日に最低気温を記録するのは日の出前なのだ。

※本稿は、モダンタイムズに掲載された記事の抜粋です(この記事の全文を読む)。
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