日射量

日射量という言葉は、「incoming solar radiation」という言葉に由来する。日射とは、特に、地球の大気に最初に到達し、次に地表に到達する放射線を指す。熱は太陽エネルギーに由来するもので、通常は太陽放射と呼ばれます。日射量とは、地表に到達する太陽放射のこと。日射量は、1平方センチメートルあたり1分間に受け取った太陽エネルギーの量で測定されます。同様に、地球が受け取る太陽エネルギーも「日射」と呼ばれます。日射量とは、地表の単位面積あたりに受け取られる入射日射量のことです。地球の表面で受ける太陽エネルギーは、季節、緯度、大気の透明度、方位や地面の傾斜などによって変化する。

日射量は気温に影響します。日射量が多ければ多いほど、気温は高くなります。

1日の中で最も日射量が多いのは正午です。

地球の気候は、地球のエネルギーによって大きく左右されるZoom
地球の気候は、地球のエネルギーによって大きく左右される

ヨーロッパの日射量マップZoom
ヨーロッパの日射量マップ

アフリカ・中近東の日射量Zoom
アフリカ・中近東の日射量

モニュメントバレーの孤立した丘(アメリカZoom
モニュメントバレーの孤立した丘(アメリカ

日射量に影響を与える要因

地表で受ける日射量はどこでも均一ではありません。場所や時間によって変化します。熱帯地域で年間日射量が最大になると、極地に向かって徐々に減少していきます。日射量は、夏に多く、冬に少なくなります。日射量に影響を与える主な要因は次のとおりです。

  1. ソーラーコンスタント
  2. 太陽の光が入射する角度
  3. 当日の所要時間
  4. 地球と太陽の距離
  5. 大気の透明度

ソーラーコンスタント

地球の大気上層部で受ける日射量は太陽定数で表され、大気上層部(サーモポース)では太陽光に垂直な面で受ける。熱圏界面で受ける平均日射量は1368Wm2(Watt per squaremetre)のエネルギー(太陽定数)で、短波の形をしています。したがって、太陽からの平均的な距離に対する太陽定数と呼ばれている。この太陽定数は、太陽表面の周期的な擾乱や爆発によって1Wm2以上変動しており、基本的には太陽斑に関係している。最近の研究では、黒点の数が多ければ多いほど、より多くのエネルギーが放出されることがわかっている。

入射角

地球は球体に似たジオイドであるため、太陽の光が地表に当たる角度は場所によって異なります。これは、その場所の緯度によって異なり、緯度が高いほど地表との角度は小さくなる。垂直方向の光線がカバーする面積は、斜め方向の光線よりも常に小さくなります。面積が大きくなるとエネルギーが分散され、単位面積当たりの正味のエネルギーが減少してしまうからだ。さらに、角度の小さい太陽の光は、角度の大きい光よりも多くの大気を横切る。

 

1日の所要時間

一日の長さは、地表が受ける太陽放射の量に影響を与える太陽光の持続時間を決定します。例えば、赤道では昼と夜の長さはすべての月で12時間ですが、北極や南極の熱帯地域では日照時間は0〜24時間の間で変化します。秋分の日(9月23日)と春分の日(3月21日)は、正午に太陽が赤道上にあり、地球上の昼と夜の長さが等しく、赤道上で日射量が最大となり、極地に向かって日射量が減少していきます。赤道では垂直に日差しが当たるが、緯度が高くなるにつれて光線が斜めになるため、極地に向かって受光量が減少していくのである。

地球と太陽の距離

地球は太陽の周りを楕円軌道で回っているため、太陽と地球の距離は年々変化し、地球が受ける太陽エネルギーにも季節変動がある。地球と太陽の平均距離は約1億4,960万kmで、地球の位置が太陽から最も遠くなる(1億5,200万km)のが7月4日の「遠日点」で、最も近くなるのが毎年1月3日の「近日点」(1億4,700万km)である。遠日点では、北半球が太陽に向かっているため、近日点(南半球)に比べてエネルギーの受け取りが約7%少なくなります。

大気の透明度

大気は、その組成や層の違いから、太陽からのすべての放射に対して透明ではない。また、大気は地表に到達する日射量をコントロールする要因の一つでもある。大気は、窒素(N)、酸素(O2)、アルゴン、二酸化炭素、ネオン(Ne)、ヘリウム(He)、メタン(CH4)、クリプトン(Kr)、オゾン(O3)、亜酸化窒素(N2O)、水素(H)、キセノン(Xe)などのガスの混合物である。また、大気中には水蒸気(気体の水)も含まれています。

 

 

日照時間が長いほど、1日あたりの日射量は多くなります。

質問と回答

Q: 日射量とは何ですか?


A: 日射量とは、地表に到達する日射量のことです。

Q:日射量はどのように測定されるのですか?


A: 日射量は、1平方センチメートルあたり1分間に受ける太陽エネルギーの量によって測定されます。

Q: 太陽エネルギーとは何ですか?


A: 太陽エネルギーとは、太陽の放射から得られる熱のことです。

Q: 地球上で受ける日射量に影響を与えるものは何ですか?


A: 季節、緯度、大気の透明度、地表の傾斜が日射量に影響を及ぼします。

Q: 日射量は気温にどのような影響を与えますか?


A: 日射量が多いほど、気温は高くなります。

Q: 1日のうちで最も日射量が強いのはいつですか?


A:正午が最も強い日射量です。

Q: 太陽エネルギーは地球で受けても日射と言えるのでしょうか?


A:はい、地球が受ける太陽エネルギーは日射量と呼ばれます。

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