放射冷却が起こる分かりやすい仕組みと翌朝冷え込む理由

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冬になるとよく天気予報でも耳にする「放射冷却」。 よく聞くけど、これって何なの?という疑問も浮かぶのではないでしょうか? 私自身も気になっていて、一度調べたことがあるのですが、 イマイチ意味が分からなかったので改めて調べてみました

冬の朝

放射冷却とは?

正式には「放射冷却現象」と言います。 正確に情報を調べるためWikipediaを見てみました。

放射冷却(ほうしゃれいきゃく)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のこと。日本ではおもに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。 ※Wikipediaより引用

うーん…分かりにくい。というのが私の正直な気持ち…

ウィキを読んでもなんだかしっくりこないので色々とつっこんで調べてみる。 すべての物体というのは電磁波を放射していて、 電磁波を放射している物体は熱を同時に下げているとのこと。 逆に、電磁波を受けた物体は熱をもらって温度があがっていくようです。

あれですかね。

中学校の時の理科で習ったような熱エネルギーの移動みたいな感じでしょうか。 身近な例で言うと、「冬に冷たい手であったかい缶コーヒーを手に持つと手が温まる」ことで、厳密に言うと缶コーヒーから電磁波が放出され、手がこれを受けて熱をもらっていると。 これが地球規模で起こっている…というのがシンプルに考えた私の理解です。

放射冷却に話を戻します。

すべての物体は電磁波を放射して熱を放出しています。 高温の物体が冷たく冷やされると、物体自体の温度がどんどん下がっていきます。

これを地球規模で考えてみます。

ある晴れた日の昼間、太陽から光を受けることで気温が上がります。 しかし、夜になると太陽が沈んで暗くなり、気温が下がります。 地面から熱が上空(宇宙空間)に向けてどんどんと放射されていっているワケです。

どんどんどんどん熱が下がり、一番寒いのが 朝、太陽が昇り始めた頃、つまり早朝なのです。

特に冬だとこの冷え込みは顕著に表れます。

これは当たり前ですが日頃、昼間暖かくて夜寒くなる仕組みです。 そして、一般的には気温が低いから寒いと言われていますが、 厳密には地面から電磁波が放射されて気温が下がっているので寒くなるのです。

【予測可能】放射冷却で朝が冷え込む最大の理由

このようにして夜中に、(昼間に暖められた)地面から 電磁波を放射して熱が下がるのですが、

この時!!

上空に 雲があるかないかがポイントになります。

夜、雲があると、昼間に温まった地面から上空に向けて放射されるはずの電磁波(熱)が 雲によってジャマされてしまうため、熱が逃げにくくなります。つまり、対して気温は下がりません。

逆に、夜、雲がない場合、 地面から宇宙空間に向けて放射されている電磁波は、ジャマされる雲がないため 電磁波を放射し続けて、地表の温度がどんどん下がり続けて 太陽が昇る時に気温はMAXに下がることになります。

放射冷却というのは、後者の、夜間に雲がなく地表の温度が低下した場合を指します。

いかがでしたでしょうか?

まとめますと

  • すべての物体は電磁波を放射し、それによって温度が下がる
  • 昼間に太陽光で暖められた地球(の地面)が夜に電磁波を放出して温度が下がっている
  • 夜中に地面から放射される電磁波が雲にジャマされると放射冷却は起こらない
  • 前日の夜に雲があるかないかで、翌朝冷え込むかどうかは予想できる

ということになります。

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