物理苦手でも気象予報士試験に合格したい！#49　放射平衡　

こんにちは、まさごんです。
気象予報士試験の合格を目指すべく、日々の勉強内容を記録しています。

勉強内容

学科の勉強範囲を一周したため、ここからは過去問で間違えた問題で大事だと思ったものをピックアップしてまとめていきます。
使用している過去問は、気象予報士試験研究会が編集している、２０２２年度版の過去問です。

学習ポイント　放射平衡温度

地球は太陽から「太陽放射」を受け取ることで熱エネルギーを得ています。だから昼間はとても暖かいですね。

しかし地球は熱をもらってばかりではなく、地球も熱エネルギーを放射しているのです。これを「地球放射」といいます。

ここでのポイントは、地球が受け取る熱エネルギーと、太陽から受け取る熱エネルギーは等しいということです。つまり太陽放射＝地球放射です。

どちらかが大きければ、地球は暑すぎたり、寒すぎたりします。地球の平均気温が保たれているのは、この２つの温度が等しいからです。
そして太陽放射＝地球放射のときの温度のことを、放射平衡温度といいます。

放射平衡温度は計算すると２５５K（ケルビン：温度の単位）で、温度換算するとー１８℃です。しかし実際の地球の平均気温は２８８K（１５℃）です。
放射平衡温度と平均気温が異なる理由は、温室効果を考えているかいないかの差です。

熱の出入りについてもうすこし詳しく話すと、大気上端に入射する太陽放射を１００とします。このうち３０は雲や地峡面により反射されて、地球には入ってきません。この３０は、「アルベド」と呼ばれていて、地球で早く３０％です。

残りの７０の太陽放射量のうち、２０は大気によって吸収されます。さらに残りの５０は大気を透過し、地表面に吸収されます。

真夏のビーチで歩けないほど砂浜が厚くなるのは、地表面が太陽放射の半分も吸収しているからなのです。

つぎに地球放射を見ていくと、地表面から放出された地球放射は、そのまま宇宙に出ていくのではなく、大部分は大気に吸収されます。水蒸気や二酸化炭素といった温室気体がこれを担います。

地球放射を吸収した大気は、吸収したままではなく、それを上向き（宇宙向き）と下向き（地表面向き）に再放射するのです。
上向きはそのまま宇宙に出ていき、下向きは地表面に再び戻って地表付近を温めることになります。
これが「温室効果」の正体です。

温室効果など色々含めて、地球は最終的に７０の地球放射量を放出します。この７０という数字は、大気が吸収した太陽放射量２０と、地表面が吸収した５０を足したものです。
つまり地球が吸収した太陽放射量と、地球が放出する地球放射は等しいことになり、これを放射平衡の状態といいます。

気づいたこと

私が住んでいる地域では昨日は大雪でしたが、皆さんはどうですか？こんなに寒いとエアコンが全然効きません。エアコンは、風向きを下にして床にぶつけるように風を送ると、下にたまった冷たい空気と上の暖かい空気がが循環されて、エアコンの効率が上がります。ぜひお試しあれ。
ありがとうございました。