太陽光はまず地面を温めて、の話

質問

最初に太陽光が温めるのは地面、その熱が大気を温める。
これに関して質問です。

(1)　太陽光が直接大気を温めないのは大気が透明だからと言いますが、大気が透明だったら地面から発せられる熱（赤外線？）も透過するような気がしますが、そうではない理由はなんでしょう？

(2)　太陽光が地面を温めるとき、「光」→「熱」とエネルギーの状態(?)変化が起こっているということですか？

回答No.1

雪中庵（@psytex） · ベストアンサー

熱の伝わり方には、３種類あります。
「輻射」「伝導」「対流」です。
太陽からの熱エネルギーは、（途中が真空なので）
輻射（赤外線）でやってくるので、そのまま透明な
大気をスルーして地面を暖めます。
しかし、いったん地面を温めると、そこに接する空気
は熱伝導によって温められます。
そして温められた空気は上昇して、対流によって熱を
大気圏内（対流圏）に伝えます。
もちろん、それとは別に、温まった地面からも輻射され
（地面の放射冷却）、それは大気を温める事なく再び
宇宙空間に逃げて行きます。

回答No.5

noname#194996

既に閲覧されているだろうと思いますが、ウィキにもとづいて説明しますと
＞　太陽光が直接大気を温めないのは大気が透明だからと言いますが

それで正しいと思いますが、大気はそれほど透明でもなく雲やちりなどがあってそこで２６％が直接宇宙へ反射されます。地表（海？）からの反射（４％）もあり、これだけで３０％です。

大気による、雲による吸収が各１６％、３％あって、地面に吸収されるのは５１％です。
つまり、雲（水蒸気）を温めている分、直接温めている光もあるということです。

ここまでが収入、

温められた地表から宇宙へ直接放射される熱は６％、
地表の熱が引き起こす熱伝導、大気の対流によって温められた雲や大気から宇宙へ放射される熱は残りの６４％で、
つまり地球と太陽とのエネルギー収支はプラスマイナス０　ということです。
最近のCO2増加に伴ってこの収支にわずかなプラス分が出ている（らしい）というのが温暖化現象です。

１）の答えは　通過します、ということです。
２）はその通りです。

回答No.4

15keeper

教科書通りの説明をします。

太陽放射にはX線、紫外線、可視光線、赤外線、電波が含まれます。そのうちエネルギー量が大きいのは可視光線です。
大気中の水蒸気と二酸化炭素は、可視光線や紫外線を吸収せず、赤外線を吸収しますので、太陽放射のうちの30％ほどのエネルギーを大気が吸収します。太陽放射のうち地面まで到達するのは50％です。残りの20％は反射や散乱で宇宙へ逃げていきます。太陽放射100のうちの30を大気が吸収するわけで、透明というほどでもないですね。擦りガラス的な不透明さです。大気が太陽光にとって透明だ、というときの太陽光は可視光線を指しているのではなかろうかと思います。可視光線はほとんど大気に吸収されないので、可視光線にとって大気は透明だと言えます。

地面は吸収したエネルギーを地球放射で大気あるいは宇宙へ放出します。地球放射は赤外線なので、そのほとんどが大気に吸収されるわけです。

量としては、太陽からは30単位のエネルギーが大気に与えられるとするならば、地球からは110単位のエネルギーが大気に与えられます。よって、大気にはほぼ地球からエネルギーが与えられていると言えるでしょう。

２）については、ほぼそれでいいんじゃないかと思います。温度について考え始めると結構厄介です。だからここでは光→熱ってな感じでおさえておけば良いと思います。

回答No.3

moto_koukousei

「透明」というのは、反射したり、途中で吸収されたりしないことです。
しかし、海水でも、30cmくらいなら透明でも、30mでは光が途中で散乱されたり、吸収されたりします。300mを超えると、ほとんど光は届きません。
透明といっても程度の差はあります。
空気・大気は、基本的には赤外線も、紫外線も透明に通過します。それで、赤外線ストーブや赤外線ヒータも、日焼けの照明もできます。ただ、通過する空気の層が厚いと、途中で吸収される部分が目立ってきます。途中でオゾンが多くあると紫外線が吸収されてしまいます。水蒸気やに炭酸ガスなどがあると赤外線が吸収されやすくなります。
多くの光は空気・大気を通過するので、太陽に少しは近い高い山やビルの上には、大量の光が来ても熱くはなりません。大量の光を受けて熱くなりやすいのは黒っぽい地面などの多いところです。
地表の温度が上がるとそこから光（目には見えないけれど）が出て行きます。地表や海面、大気で散乱した光も、その多くは宇宙に出ていきます。
途中にこうした光線を吸収するガスが多量にあると、透明だった大気なのですが、大気を通過していくことが出来なくなる波長の光もでてきます。
光が吸収されると基本的には熱になります。電気になったりすることもありますし、波長が違う光をだすこともあります。
太陽の光を浴びたり、ストーブの前やたき火の前では暖かくなったり暑くなったりするのは、光が吸収されて熱エネルギーになるためなのでしょう。

回答No.2

indoken2

(１)温室効果ガスの話でよく言われるように、
空気は太陽の“光”に対しては（ほぼ）透明ですが、
地面からの赤外線の放射に対しては透明ではありません。
二酸化炭素や水蒸気が地面からの放射を吸収するのです。

(2)についてはその通り。

補足

＞“光”に対しては（ほぼ）透明ですが

とありますが、赤外線は“光”に入らないのですか？