78 第3編・大気と海洋
基本例題8 太陽放射
地球を半径6.4 × 10°kmの球として、次の問いに答えよ。
(1) 太陽から1天文単位離れて, 太陽光線に垂直な1m²の面が1秒間に受け取る熱
量はいくらか。 有効数字2桁で答えよ (kW/m² で表せ)。 また, それを何というか、
(2) 地球が受け取る1秒間当たりの太陽の放射エネルギーの総量は、 何kW か
(3) 太陽放射が当たっている地球の半球において,地表1m²当たり1秒間に受け取
る熱量は平均何kW/m² になるか。 大気の吸収などは無視する。
指針 1W とは, 1秒間に1Jのエネルギーが出入りしたり変化したりすることを示す。
(2) 地球が受け取る太陽の放射エネルギーの総量は, 太陽光線に垂直な地球の断面が
受け取る量に等しい。 したがって, 太陽定数に地球の断面積をかければよい。 単
位の統一に注意!
(3) エネルギーの総量を地球の全表面積の半分で割ればよい。
解答 (1) 1.4kW/m². 太陽定数
(2) 6.4 x 103km = 6.4 × 10m
(3)
地球の断面積は
/3.14 x (6.4 x 10°)2 ≒ 1.29 × 1014 (m²)
よって 1.4 × 1.29 x 10 = 1.8×1014 (kW)
0.70(kW/m²)
1.4 x 3.14 × ( 6.4 x 10 ) 2
4 x 3.14 × (6.4 × 106)² × (1/2)
=
