太陽放射と地球放射の エネルギー収支 温室効果 太陽放射(短波長)エネルギー収 支 2 太陽放射(短波長)と地球放射(長波 長)の エネルギー収支 黒体放射 物体はその温度に応じて電磁波を放射し ている。 このような放射を黒体放射とよび,その強度Fは次 式で表される。(Stefan-Boltzmann law) F = σ T4 • ただし,σはStefan-Boltzmannの定数 5.67 10-8 W/(m2K4), • Tは物体の温度 K 地球のエネルギー収支 地球が受ける太陽放射(左辺)と,暖められた地球の 放射(右辺)が平衡していると考えると, (1-α)πa2 I = 4πa2 σ Te4 がなりたち,整理する と (1-α) I /4 = σ Te4 αは地球の太陽放射反射率(アルベド) ← 雪氷の広がり,大気中の雲とエアロゾル aは地球の半径 I は地球大気上端の面積・時間当たりの 太陽放射 エネルギー(太陽定数) 1366 W/m2 (WはJ/s) Teは地球の有効放射温度 K 地表の平均温度 前ページの式から, Te =((1-α) I /4σ)1/4 α=0.30とする と, Te = 255K → -18℃ = 地表面の有効放射温度 = 地表面の平均温度 温室効果greenhouse effect Ta: 大気の温度 地面でのエネルギー収支 (1-α) I/4 + σTa4 = σTs4 大気外縁でのエネルギー収支 (1-α) I/4 = σTa4 上の2式からTaを消すと, (1-α) I /2 = σTs4 とな り, Ts = ((1-α) I /2σ) 1/4 = 288 (K),つまり, 15℃
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