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放射収支量

最終更新日 2018年8月23日

1 放射収支量とは...

「放射収支量」とは、地表面が太陽から受け取るエネルギー(太陽放射)から、地表面から天空に逃げていくエネルギー(地球放射)を差し引いたエネルギー量であり、地表面が暖まるか冷えるか示す指標となります。
放射収支量がプラス(太陽放射>地球放射)のときは、地表面が暖まり気温が上昇します。逆にマイナス(太陽放射<地球放射)のときは、地表面が冷えて気温が低下します。
光や赤外線を感知する2個のセンサーを互いに背中合わせ配置し、太陽放射を測定するセンサーは天空に向けて、地球放射を測定するセンサーは地表面に向けて測定します。

2 地表面の熱収支

太陽からの日射(太陽放射)は、地表面に到達してその一部は反射されて宇宙空間に戻りますが、残りは吸収されて熱に変化し、地表面に暖めます。
一方、地表面から天空に向けて赤外線が放射される(地球放射)ことにより、地表面から熱が奪われ、地表面は冷えます。
このように、地表面は日射を吸収して暖まる一方で、赤外線を天空に放射して冷えており、この両者のエネルギーのバランス(熱収支)が、気温に影響します。
晴天の日は、日の出とともに太陽放射が徐々に強くなって、昼間は太陽放射が地球放射を上回り、地表面では受け取るエネルギーの方が多くなるので、気温が上昇します。
日射のピークは14時頃ですが、これをすぎると、日没にかけて太陽放射が徐々に弱くなり、地表面では逃げていくエネルギーの方が多くなるので、気温が下がります。さらに、太陽が出ていない夜間は太陽放射がゼロのため、放射収支量はマイナスとなります。
特に、冬の晴れた日の夜間には、地表面から逃げていく赤外線を途中で遮って大気を保温する役目をする雲が上空に存在しないため、地表面から熱がどんどん奪われて気温が低下する放射冷却がおきて、早朝に霜が降りたりする原因となります。

3 大気汚染との関係

大気中に排出された大気汚染物質の濃度が、どのように広がって薄まっていくかという拡散現象を解析するときに、大気汚染物質の「拡散のしやすさ」を表す指標として「大気安定度」分類が用いられています。
夜間の大気安定度分類は、風速と雲量から決定することになっていますが、夜間は雲量の観測が困難であるため、雲量の代わりに放射収支量を用いた分類法も考案されています。

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