太陽からの電磁波と地球からの電磁波

質問

地面に立っている時、太陽からの電磁波と地球からの電磁波ではどちらが強いですか。
A. 地表面からの電磁波よりも日光の方が強い。
B. 日光よりも地表面からの電磁波の方が強い。
C. 高周波では太陽からの電磁波の方が強く、低周波では地球からの電磁波の方が強い。
D. 日なたでは太陽からの電磁波の方が強く、日かげでは地球からの電磁波の方が強い。
E. 上半身では太陽からの電磁波の方が強く、下半身では地球からの電磁波の方が強い。
F. その他。

回答No.3

ohkawa3 · ベストアンサー

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地球のエネルギー収支について興味があったら、まずは次のWikipediaの情報を参照してください。
太陽から入射するエネルギーに比べて、地熱のエネルギーの割合が僅かであることが分ると思います。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%9C%B0%E7%90%83%E3%81%AE%E3%82%A8%E3%83%8D%E3%83%AB%E3%82%AE%E3%83%BC%E5%8F%8E%E6%94%AF

お礼

分かりやすいチャートを感謝します。太陽が頭上で輝いていても、日光のエネルギーの半分近くは地面で反射して、下方からも人体に吸収されるのが興味深いです。太陽の存在は本当にありがたいです。

地下数百メートルから数キロ掘れば温泉が出るので、地層を温めているのは主に地熱だろうとは思います。全体的には、下方からの電磁波(中波や長波や超長波)の方が多いのでしょう。ありがとうございます。

回答No.2

ohkawa3

回答(1)再出
もうちょっと補足してみます。

球体に平行光が入射する場合の入射面積Siは、半径をrとすると、
Si＝πr^2
これに対して、遠赤外放射がおこる出射面積Soは、球体の表面積に対応するので、So＝4πr^2　
入射面積に比べて出射面積は4倍あることになります。

従って、入射光の放射照度が1350W/m^2 ということは、遠赤外放射は、その1/4の密度であって、337.5W/m^2ということになります。
プランクの法則によって338W/m^2に対応する温度を求めると、278K（摂氏 5℃）になります。

入射する太陽光の密度に対して、出射する遠赤外放射の密度が1/4になるということは、質問者さんの日向、日陰の差異に対応するといってもいいかもしれません。

それにしても、十把一絡げに「電磁波」という言葉を使うよりも、素直に理解できる「太陽光」や「遠赤外放射」などの用語を使った方が
無用な混乱や誤解を避けることができると思います。

お礼

回答者様の数学力が半端ないですね。入射面積を考慮される訳ですね。地球内部の熱い鉄鉱石の流体で地層が温まるので、地球内部から上がってきて人体が浴びる低周波の電磁波(短波や長波)は距離も近いし強いのではないか？強度の計算式などのウェブサイトがもし存在するようなら、お時間があれば解説をお願いしたい気分です。毎回ありがとうございます。

回答No.1

ohkawa3

質問者さんがいう「太陽からの電磁波」は、一般的な用語では「太陽光線」に相当するでしょう。
大気の挙動を考慮すると説明が複雑になるので、大気のない状態とすると、太陽光線の法線照度は、150000lx程度です（いわゆる太陽定数）。放射照度で表わせば、1350W/m^2程度です。
地球の表面温度は、年間を平均すればぼぼ一定なので、上記と同じパワーがプランクの法則にしたがう遠赤外放射として宇宙空間に放射されると考えられます。

質問者さんの言葉に戻せば、地球全体の平均としては、
地球に入射する電磁波の強さ（総パワー）は、放射する電磁波の強さ（総パワー）と等しいということですね。