地球の熱収支
このノートの問いがそのまま復習カードになり、忘れかけたころに出題されます。
根拠は高等学校学習指導要領（平成30年告示）「地学基礎」の内容 (1) ア (ｳ) ㋐「地球の熱収支」。
内容の取扱いは、温室効果にも触れることを求めている。
0. どういう論点か
地球は太陽から熱をもらい、同じだけ宇宙へ捨てています。入る量と出る量が等しいから、
平均気温がだいたい一定に保たれています。ここを「つり合い」として見られるかどうかが山です。
| 何が運ぶか | 向き | |
|---|---|---|
| 太陽放射 | 可視光が中心（短い波長） | 宇宙 → 地球 |
| 地球放射 | 赤外線（長い波長） | 地球 → 宇宙 |
| 温室効果 | 赤外線を大気が吸収し、地表へ戻す | 大気 ⇄ 地表 |
引っかけの分かれ目は次の 3 つ。
- 温室効果ガスは太陽放射（可視光）をほとんど通す（吸収するのは赤外線のほう）
- つり合っているのは「地球全体」であって、緯度ごとではない（だから風と海流が要る）
- アルベドが上がると気温は下がる（反射して受け取らないため）
1. 入ってくる熱と出ていく熱
根拠: 学習指導要領 地基-(1)-ア-(ウ)-㋐
太陽放射と地球放射は、それぞれ主にどんな波長の電磁波？
太陽放射は可視光を中心とした短い波長、地球放射は赤外線（長い波長）
温度が高いものほど短い波長で放射する。
大気の上端で、太陽光に垂直な 1 m² が受け取るエネルギーを何という？
太陽定数（約 1.37 kW/m²）
地球が受け取る熱の出発点になる値。
地球全体が受け取る太陽放射を平均すると、太陽定数の何分の 1 になる？
4 分の 1
受け取るのは断面（円）、放射するのは全表面（球）で、面積比が 1 : 4 になるため。
入ってきた太陽放射のうち、反射されて戻る割合を何という？ 地球ではどのくらい？
アルベド（反射能）。約 30 %
雲や氷、地表で反射される。
アルベドが大きくなると、気温はどうなる？
下がる
受け取るエネルギーが減るため。雪や氷は特に反射しやすい。
放射平衡とは、どういう状態？
受け取る太陽放射と、宇宙へ出す地球放射がつり合っている状態
これが成り立つ温度を放射平衡温度という。
地球の放射平衡温度は約 −18 ℃。実際の平均気温は約 15 ℃。この差は何によるか？
温室効果
大気が赤外線を吸収して地表へ戻すため、計算より 33 ℃ ほど高い。
2. 温室効果
根拠: 学習指導要領 地基-(1)-ア-(ウ)-㋐
温室効果は「大気が熱をためこむ」ではなく、行きと帰りで通しやすさが違うことによります。
可視光はほぼ素通りさせ、赤外線だけをつかまえる——この非対称が地表を暖めています。
温室効果とは、どういうはたらき？
大気が地表からの赤外線を吸収し、その一部を地表へ放射し返して暖めるはたらき
太陽光は通すのに、赤外線は通しにくいことによる。
温室効果をもつ気体を 3 つ挙げると？
水蒸気・二酸化炭素・メタン
いま最も量が多くはたらいているのは水蒸気。
窒素や酸素が温室効果をもたないのはなぜ？
赤外線をほとんど吸収しないから
大気の 99 % を占めていても、温室効果には効かない。
温室効果が無かったら、地表の平均気温はどうなる？
約 −18 ℃ になり、水は大部分が凍る
温室効果は「有害なもの」ではなく、もともと地球を住める温度に保っている。
月に温室効果がほとんど無いのはなぜ？ その結果どうなる？
大気が無いから。昼夜の温度差が非常に大きくなる
大気は熱を運び、ならすはたらきもしている。
3. 緯度による違いと、熱の運搬
根拠: 学習指導要領 地基-(1)-ア-(ウ)-㋐
地球全体ではつり合っていても、低緯度は余り、高緯度は足りません。
この差をならすために大気と海洋が動いています。大気大循環と海流が必要になる理由がここで、
次の 大気の大循環 と 海水の運動 は、この 1 枚の続きとして読めます。
低緯度と高緯度で、受け取る太陽放射の量が違うのはなぜ？
太陽光が地面に当たる角度が違い、同じ光が広い面積に広がるから
高緯度ほど斜めに当たり、単位面積あたりが小さくなる。
低緯度と高緯度では、熱の出入りはどうなっている？
低緯度は受け取るほうが多く（余る）、高緯度は出ていくほうが多い（足りない）
緯度ごとに見るとつり合っていない。
緯度ごとの過不足があるのに、低緯度が際限なく暑くならないのはなぜ？
大気と海洋が、余った熱を低緯度から高緯度へ運んでいるから
風（大気大循環）と海流が熱を運搬している。
熱を運ぶはたらきは、大気と海洋でどちらが大きい？
全体では大気のほうが大きいが、低緯度では海洋の寄与も大きい
どちらか一方ではなく、二つで分担している。
水が蒸発するときに熱を運ぶ仕組みを何という？
潜熱（による熱輸送）
海面で奪った熱を、水蒸気が別の場所へ運び、凝結するときに放出する。