火星の太陽定数

質問

☆とても困っています。

火星の大気はないと仮定する。地球の太陽定数は1.37ＫＷｍ＾-2とし、火星と太陽間の距離は1.52天文単位とします。このとき、火星の太陽定数はいくつか求めなさい。

回答No.4

First_Noel · ベストアンサー

それでは解き方を書きます．

太陽エネルギーは地球軌道を通過するときの，
太陽定数（私は太陽光量密度と呼びます）をIe（=1.37），
地球軌道半径をre（=1AU），
火星のそれらをIm，rm（=1.52AU）とすると，

４π×re^2×Ie ＝４π×rm^2×Im

が成り立ちます．
（地球軌道を通過する太陽光エネルギーの総量は，
　火星軌道を通過する太陽光エネルギーの総量と同じ．
　太陽定数＝太陽光量密度なので，面積をかけると，
　太陽光エネルギーの総量になります．ここでは単位が「Ｗ」なので，
　エネルギーではなく「パワー」と呼びます．パワーは，１秒当たりに流出入するエネルギー量．）

上式より，

Im = Ie × (re/rm)^2

と求まります．値を入れると，

Im = 1.37 × (1/1.52)^2 ≒ 0.593 kW/m^2

回答No.3

First_Noel

考え方：
太陽からエネルギーが四方八方に放射されている．
そのエネルギーは，太陽から距離ｒだけ離れた場所では，
半径ｒの球の表面積４πｒ＾２に均等に広がっている．
２ｒ離れたところでは，４π（２ｒ）＾２に拡散している．
その比は・・・？

天文単位で考えます．簡単の為，軌道の離心率は０とします．
地球の場所では，太陽の光は，４π×１＾２，に拡散しています．
火星では１．５２天文単位なので，４π×（１．５２）＾２に拡散しています．
その比は・・・？

試験問題なのかどうか分からないので，上記に留めます．
念のため蛇足ですが，パワーは，単位時間当たりのエネルギーです．

因みに，地球表面と火星表面の太陽パワー比が欲しい場合には，
大気の透過率や反射率も考慮するのをお忘れなく．
ご存知だと思われますが，約１４００Ｗ／ｍ２は地球近傍の大気圏外での数値で，
地上だと年間通じて直達で大体８００～９００Ｗ／ｍ２です．

補足

本当に申し訳ございませんが、もう少し詳しく教えていただけませんか（＞＜）

ちなみにこの問題は試験問題ではなく、「気象と地球の環境科学」という専門書に載っている問題です。
解答がないので困っています。よろしくお願いします。

回答No.2

Teleskope

それは面積計算の問題ですね。
http://www.uniden.co.jp/lecture/musen/chapter4.html

トレビア；

　solar constant（太陽定数） という名前ですが、1970年代の人工衛星観測や 過去の植物光合成量の調査によって 定数ではない事が判明してます。以来、この方面の専門家は定数と言わなくなってます。
関連過去質問
http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=847959

　というより、
一定の定数でなく増えているとが、地球温暖化の第一原因として捉えられています。

http://oceanworld.tamu.edu/resources/ocng_textbook/chapter05/Images/Fig5-14.htm

http://www.wdc.rl.ac.uk/wdcc1/papers/grl.html

参考URL：

http://www.uniden.co.jp/lecture/musen/chapter4.html,http://oceanworld.tamu.edu/resources/ocng_textbook/chapter05/Images/

回答No.1

doctor_d

太陽定数の定義を理解できていれば問題なく算出できるはずですけど・・・。