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放射冷却現象をわかりやすく説明します

放射冷却現象ってどういうことをいうの?

放射1


放射冷却とは、高温の物体が周囲に電磁波を放射することで気温が下がる現象。


秋から冬を挟み春までのよく晴れた風の弱い夜間に発生しやすい。


~天気予報では放射冷却が予想される場合~

冬を中心に低温に注意する呼びかけ(「低温注意報」)。

秋(早霜)と春(晩霜)は霜に注意する呼びかけ(「霜注意報」。冬は霜注意報が発表されない)。


□ 絶対温度が零度ではない全ての物体は、プランクの法則により電磁波を放射。

□ 電磁波を放射している物体は温度が下がり、他から放射を受けた物体は温度が上昇。

□ 昼間、太陽の光が地表面に当たっている時、地表面は太陽放射を受けて温度が上昇。

□ 逆に夜間は、地表面から宇宙空間に向けての放射があり、地表面の温度は低下。



このとき大気中に雲が存在すると、雲からの放射を地表面が受け、地表面の温度低下が妨げられる。

一方、大気中の水蒸気が少ないよく晴れた夜間(日本では冬季間が代表的)には、

地表からの放射はそのまま宇宙空間に放出され、表付近の温度が低下しやすい。

この状態を放射冷却と呼ぶ。



放射2


身近な現象でいうとお風呂に例えることができます。

熱は温かいところから冷たいところへ移るでしょ。

お風呂はお湯を入れた時は暖かく、しばらく何もせず時間がたつと熱が逃げて冷めますよね。

でもお風呂にふたをしておくと温かいままです。

それとおんなじことが宇宙と地球で起こっているの。

 
 
 

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昼間は太陽の光(熱)があたるので地球が暖められ、夜は太陽の光がなく暖めるものがなくなります。

風が弱く大気中の水蒸気が少なく、よく晴れた夜は雲のように熱が宇宙へ逃げるのを

遮るものがないので、地球の表面(地面)からより冷たい宇宙へと熱が逃げていく。

大気中の水蒸気が少なく、よく晴れた夜というのが冬の天気とほぼ一致するので、

東京など関東の冬はよく乾燥し放射冷却現象が起こりやすく朝方に冷え込むことが多くなるの。

放射冷却が起こった日に霜が降りることが多いのは、

冷え込んだ空気で地表付近の温度が0℃以下になるため。



放射3


湿度が極端に低くないとき、放射冷却で地面付近の空気が急速に冷却され露点温度に達し、

放射霧という種類の霧が発生。


地域差はあるが秋から冬にかけ放射霧が多く発生。

川や海岸に近い海は、放射冷却された冷たい空気が暖かい水に接して、蒸気霧が発生。

 

逆転層ができ湿度が比較的低いときは、人の視界の高さ以下の地面付近にのみ

薄い霧が発生する地霧が見られる。

霧が発生すると、雲と同じで地面放射を吸収して再放射するため、放射冷却が和らげられる。



放射4


朝焼け:




霧がなくても、空気中の水蒸気が飽和に近く、地面付近の温度が0℃以下の場合、霜が発生。

地面がやわらかい土で豊富に水分が含まれていると、霜柱が発生。

森では、地面よりも木々の枝葉が温度低下が大きいので、木々だけに霜が降りる樹霜が発生。

 
 
 

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