問題
地球大気に入射する太陽放射に関する次の文(a)〜(d)の正誤の組み合わせとして正しいものを、下記の①～⑤の中から1つ選べ。ただし、sin30° ＝ 0.5、sin60° ＝ 0.87 とする。
(a) 大気上端に入射する太陽放射エネルギーには、可視光線域の放射エネルギーと赤外線域の放射エネルギーが同程度含まれている。
(b) 6月に大気上端の水平な単位面積に入射する1日あたりの太陽放射エネルギーは、赤道上の地点の方が北極点よりも多い。
(c) 地球全体に入射する1日あたりの太陽放射エネルギーは、地球と太陽の距離が近い7月の方が、この距離が遠い1月よりも多い。
(d) 春分の日の太陽の南中時に大気上端の水平な単位面積に入射する太陽放射エネルギーは、北緯30°の地点では北緯60°の地点の約1.4倍となっている。
| 選択肢 | (a) | (b) | (c) | (d) |
|---|---|---|---|---|
| ① | 正 | 正 | 正 | 正 |
| ② | 正 | 誤 | 正 | 誤 |
| ③ | 正 | 誤 | 誤 | 誤 |
| ④ | 誤 | 正 | 正 | 誤 |
| ⑤ | 誤 | 誤 | 誤 | 正 |
答え
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③ a：正 b：誤 c：誤 d：誤
解説
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(a)について
この記述は正しいです。太陽放射のエネルギーは波長約0.5μm付近で最大となり、その約半分が可視光線域にあり、残りのほとんどは赤外線域に含まれます（紫外線域は1割未満）。したがって、可視光線域と赤外線域のエネルギーは同程度です。
(b)について
この記述は誤りです。6月（夏至の頃）の北極点では、太陽が一日中沈まず（白夜）、高度約23.4°で24時間太陽放射を受け続けます。一方、赤道では太陽高度は高いものの、日照は約12時間です。
このため、夏至の頃の大気上端における1日あたりの日射量は、北極点の方が赤道よりも多くなります。
(c)について
この記述は誤りです。地球が太陽に最も近づく（近日点）のは1月初め、最も遠ざかる（遠日点）のは7月初めです。記述は時期が逆になっています。
太陽放射の強さは距離の2乗に反比例するので、地球全体に入射する太陽放射エネルギーは、距離が近い1月の方が7月よりも多くなります。
(d)について
この記述は誤りです。春分の日には太陽は赤道の真上にあるので、南中時の太陽高度は「90° − 緯度」となります。
- 北緯30°：太陽高度 ＝ 90° − 30° ＝ 60°
- 北緯60°：太陽高度 ＝ 90° − 60° ＝ 30°
水平面に入射する太陽放射エネルギーは太陽高度の正弦（sin）に比例するので、
sin60° / sin30° ＝ 0.87 / 0.5 ≒ 1.7倍
となり、約1.4倍ではありません。
以上より、正解は③です。
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