記事ソース/放射冷却現象
をテンプレートにして作成
査読
rst2hooktail
進行表
執筆中
かぎマニュ
物理のかぎプロジェクト
トップ
最近の更新
ヘルプ
開始行:
#rst2hooktail_source
========================================
放射冷却現象
========================================
この記事では *「よく晴れた夜は冷え込みやすい」* という経...
----------------------------
加熱過程
----------------------------
地表は昼間に太陽からの放射によって温められます。
仮に、昼間のうちに地表が温度 $T$ まで暖められたとします。
.. figure:: co-radiation-heating01.png
----------------------------
冷却過程
----------------------------
夜、太陽からの放射による加熱がなくなったときのことを考え...
地表が冷える過程はいくつか考えることができます。
ひとつは大気と地表の直接的な熱交換です。
地表の持つ熱が、空気と地表との接触部分から大気に流れてい...
空気と地表の接触面で起こるエネルギー交換過程なので、晴れ...
また、水が蒸発することなどで地表から熱が奪われることもあ...
そして、もうひとつは *放射による冷却* です。
放射による冷却の度合は、直接的な熱伝導による冷却の約3倍に...
.. [*] 詳細は参考文献 2. の図を参照してください。
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
放射による冷却
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
熱を持った物体は、その温度に応じた電磁波を放射しています。
電磁波を放射するとエネルギーを失なう、つまり冷えます。
地表がどのような放射をするかは地表面の組成などにもよるの...
これは物理では比較的よく使われる近似です。
黒体がどのような波長の電磁波をどれだけ放射するかは **プラ...
.. <TEX>
.. B_{\nu} = \frac{8\pi}{c^3} \frac{h\nu^3}{\exp\left(\fr...
.. </TEX>
..
.. これを波長の表記に直すと次のように書けます。
<tex>
B_{\lambda} = \frac{8\pi h c}{\lambda^5} \frac{1}{\exp\le...
</tex>
式 (#ref(plank-lambda)) をプロットすると次図のような形を...
.. figure:: co-radiation-cooling01.png
赤線は $T = 6000 \unit{K}$ 、緑線は $T = 300 \unit{K}$ と...
それぞれ太陽の表面温度と、地表での典型的な気温程度の放射...
放射が極大となる波長(ピーク波長)の位置変化はウィーンの変...
<tex>
\lambda_{\rm m} T = 0.002918 \unit{m}\unit{K} \tag{#def(W...
</tex>
$T = 300 \unit{K} = 27 \unit{C}^{\circ}$ だとしたら、その...
$10 \unit{\mu m}$ というと赤外線(Infrared)と呼ばれる波長...
$T = 6000 \unit{K}$ だとすると $\lambda_{\rm m} = 4.9 \ti...
これは可視光(optical)で、いわゆる青〜緑色の光に相当します。
つまり、太陽は可視光を強く放射しています。
また、地表は主に赤外線(Infrared)を放射し冷却することにな...
--------------------------
晴れの日と曇りの日
--------------------------
さて、では晴れの日と曇りの日の違いはなんでしょうか?
それは「雲がでているか、でていないか」でしょう。
雲は水蒸気のかたまりです。
実は、水は非常に赤外線を強く吸収します。
.. figure:: co-radiation-cooling02.png
赤線は水の吸収係数、つまり電磁波の吸収のしやすさを描いた...
縦軸は log スケールであることに注意して下さい。
可視光(Optical)はほとんど吸収されない (水は透明ですもんね...
緑線が $T = 300 \unit{K}$ としたときの地表からの放射を表...
赤外線の領域に放射が集中していることがわかります。
つまり、地表からの放射の大部分は雲によって吸収されること...
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
晴、曇り
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
晴れている日は雲がないので、地表から放射された電磁波はほ...
一方、曇りの日は地上から放射された電磁波は大部分がいった...
雲は赤外線を吸収することであたためられます。そして赤外線...
このとき、地上に向けても放射されることになります。
総じて見ると、地表から放射した赤外線の何割かは、再び地表...
.. figure:: co-radiation-cooling03.png
晴れた日は地表からの放射のほとんどが宇宙空間へ逃げてしま...
これが *「よく晴れた夜は冷え込みやすい」* の物理的な説明...
@@reference: omlc.ogi.edu/spectra/water/abs/index.html, ...
@@reference: physicsweb.org/articles/world/16/5/7/1/pwten...
@@reference: 久保亮五, 統計力学(改訂版), 共立全書, 1971, ...
@@author: CO@@
@@accept: 2006-11-30@@
@@category: ようこそ,物理の世界へ@@
@@id: radiation-cooling@@
終了行:
#rst2hooktail_source
========================================
放射冷却現象
========================================
この記事では *「よく晴れた夜は冷え込みやすい」* という経...
----------------------------
加熱過程
----------------------------
地表は昼間に太陽からの放射によって温められます。
仮に、昼間のうちに地表が温度 $T$ まで暖められたとします。
.. figure:: co-radiation-heating01.png
----------------------------
冷却過程
----------------------------
夜、太陽からの放射による加熱がなくなったときのことを考え...
地表が冷える過程はいくつか考えることができます。
ひとつは大気と地表の直接的な熱交換です。
地表の持つ熱が、空気と地表との接触部分から大気に流れてい...
空気と地表の接触面で起こるエネルギー交換過程なので、晴れ...
また、水が蒸発することなどで地表から熱が奪われることもあ...
そして、もうひとつは *放射による冷却* です。
放射による冷却の度合は、直接的な熱伝導による冷却の約3倍に...
.. [*] 詳細は参考文献 2. の図を参照してください。
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
放射による冷却
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
熱を持った物体は、その温度に応じた電磁波を放射しています。
電磁波を放射するとエネルギーを失なう、つまり冷えます。
地表がどのような放射をするかは地表面の組成などにもよるの...
これは物理では比較的よく使われる近似です。
黒体がどのような波長の電磁波をどれだけ放射するかは **プラ...
.. <TEX>
.. B_{\nu} = \frac{8\pi}{c^3} \frac{h\nu^3}{\exp\left(\fr...
.. </TEX>
..
.. これを波長の表記に直すと次のように書けます。
<tex>
B_{\lambda} = \frac{8\pi h c}{\lambda^5} \frac{1}{\exp\le...
</tex>
式 (#ref(plank-lambda)) をプロットすると次図のような形を...
.. figure:: co-radiation-cooling01.png
赤線は $T = 6000 \unit{K}$ 、緑線は $T = 300 \unit{K}$ と...
それぞれ太陽の表面温度と、地表での典型的な気温程度の放射...
放射が極大となる波長(ピーク波長)の位置変化はウィーンの変...
<tex>
\lambda_{\rm m} T = 0.002918 \unit{m}\unit{K} \tag{#def(W...
</tex>
$T = 300 \unit{K} = 27 \unit{C}^{\circ}$ だとしたら、その...
$10 \unit{\mu m}$ というと赤外線(Infrared)と呼ばれる波長...
$T = 6000 \unit{K}$ だとすると $\lambda_{\rm m} = 4.9 \ti...
これは可視光(optical)で、いわゆる青〜緑色の光に相当します。
つまり、太陽は可視光を強く放射しています。
また、地表は主に赤外線(Infrared)を放射し冷却することにな...
--------------------------
晴れの日と曇りの日
--------------------------
さて、では晴れの日と曇りの日の違いはなんでしょうか?
それは「雲がでているか、でていないか」でしょう。
雲は水蒸気のかたまりです。
実は、水は非常に赤外線を強く吸収します。
.. figure:: co-radiation-cooling02.png
赤線は水の吸収係数、つまり電磁波の吸収のしやすさを描いた...
縦軸は log スケールであることに注意して下さい。
可視光(Optical)はほとんど吸収されない (水は透明ですもんね...
緑線が $T = 300 \unit{K}$ としたときの地表からの放射を表...
赤外線の領域に放射が集中していることがわかります。
つまり、地表からの放射の大部分は雲によって吸収されること...
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
晴、曇り
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
晴れている日は雲がないので、地表から放射された電磁波はほ...
一方、曇りの日は地上から放射された電磁波は大部分がいった...
雲は赤外線を吸収することであたためられます。そして赤外線...
このとき、地上に向けても放射されることになります。
総じて見ると、地表から放射した赤外線の何割かは、再び地表...
.. figure:: co-radiation-cooling03.png
晴れた日は地表からの放射のほとんどが宇宙空間へ逃げてしま...
これが *「よく晴れた夜は冷え込みやすい」* の物理的な説明...
@@reference: omlc.ogi.edu/spectra/water/abs/index.html, ...
@@reference: physicsweb.org/articles/world/16/5/7/1/pwten...
@@reference: 久保亮五, 統計力学(改訂版), 共立全書, 1971, ...
@@author: CO@@
@@accept: 2006-11-30@@
@@category: ようこそ,物理の世界へ@@
@@id: radiation-cooling@@
ページ名:
Modified by
物理のかぎプロジェクト
PukiWiki 1.4.6
Copyright © 2001-2005
PukiWiki Developers Team
. License is
GPL
.
Based on "PukiWiki" 1.3 by
yu-ji
Powered by PHP 5.3.29 HTML convert time to 0.002 sec.