質問: 夏は太陽と地球の距離が最も離れているのに気温が高いのはなぜ? 北半球が夏のとき、地球は太陽からもっとも離れているということですが、どうして離れているのに暖かい時期になるのでしょう?太陽が地球から離れると気温は下がりそうな気がするのですが。夏は太陽の照射時間が長いから、地球から熱が逃げずに気温が高く保たれたままなのでしょうか?しかし日差しは明らかに夏が一番強いし、太陽が照りつける角度の問題なのでしょうか?
回答: >北半球が夏のとき、地球は太陽からもっとも離れている のは事実ですが,その影響よりも,日射の変化による影響(つまり太陽の高度が高く,日照時間も長い)のほうがはるかに大きいからです。 実際にどのくらい違うのか,うんとおおざっぱに計算してみましょう。 地球から太陽の距離は,一番近い時(7月初め)を1とすると,一番遠い時(1月初め)には1.034ぐらいの違いがあります。 となると,地球上のある一定の面積が,一定時間あたり,太陽から受けるエネルギーは,距離の2乗に反比例しますので,一番近い時は,一番遠い時の1.069倍となります。 (太陽光線に対する角度が同じとした場合です。) つまり,約7%強くなるということです。 太陽からの距離の変化の影響というのは,この程度しかありません。 一方,太陽の高度の影響はどうでしょうか。 場所によって(というかその地点の緯度によって)違いますが,たとえば東京の太陽の高度は,冬至のころでおよそ30.9°,夏至のころは77.7°となります。 ここでまた,地表の一定面積が単位時間あたりに受けるエネルギーを,関数電卓を使って計算してみます。 太陽が頭上から照りつける時を1とすると,夏至のときは0.977でほとんど変わりません。ところが,冬至のときは0.514と,ほぼ半分になってしまいます。 また,昼間の長さも,これまた東京で計算すると,夏至の約14時間35分に対して,冬至は約9時間45分となり,3分の2程度しかありません。 以上をかけ算すると(実際には太陽の高度は日周運動で時々刻々変化するので,そんなに単純にはいきませんが),夏至のときに比べると,1日に地表が受取る日射は,だいたい3分の1程度,となります。 したがって,太陽に近づいた分,7%ほど日射が強くなっても,それが地表に届く時には3分の1にうすめられているわけですから,いわば「焼け石に水」というわけです。 もしかしたらどこかに計算違いが隠れているかもしれません。そしたらごめんなさい。 ただ,細かい数字は別として,質問に対する答えとしては,こういう話でよいと思います。