質問: 宇宙から見ると、地球は、何度に見えるのです 気象の本に下記のことが載っていました。 <地球から宇宙に放射される赤外線の強度で地球の平均的な温度を測定すると,-18度cの天体に見える。> ところで、温室効果により、地表は、平均15度cを保っています。 質問は、宇宙から見ると、地球は、ー18度に見えるのですか? あるいは15度ですか?
回答: もし地球に温室効果がないとすると、地表の平均気温は-18度になることはよく知られています。地熱を除けば、太陽から受けた熱が直ちに出て行ってしまと、そんな低温になってしまうわけですね。 しかし、地表の平均気温は温室効果のせいで+15度であるのは確かです。その温室効果とはどういうものかということが問題になります。温室効果とは「熱が留まるために温度が上がる」です。しかし、同じ時間(1秒ごと、とか)に入ってくる熱量と出て行く熱量が同じでないと、温度は下がります。 そして地球が太陽から受ける熱は、温室効果がなければ-15度なのは、-18度にできる熱量を受け取り、それ以上温度が上がらないように熱量を放出してしまうということです。温室効果で+15度になっていても、太陽から受けた熱量より大きい熱量を放出すれば、温度は下がります。つまり、+15度に相当する熱量を放出すれば温度は下がってしまいます。 しかし+15度で安定なのは、-18度になるだけの熱量を太陽から受け取り、-18度相当の熱量を放出しているからであるわけです。模式図的には以下のような感じです。■は1秒当たりの熱量で、□はずれないための空白の代りです。 太│→■■■│■地┃温┃ 陽│□□□□│■球┃室┃ 表│□□□□│■表┃効┃ 面│□□□□│■面┃果┃■■■■→(これが外から観測される) 入って来るのが毎秒■1個で-18度相当、出て行くのも毎秒■1個で-18度相当です。そのため、地表では安定して常に■が4個溜まっており、-18度よりずっと高い+15度を維持できます。 温室効果は、河川でいえばダムのような役割を果たしていて、太陽からの熱をせき止めます。最初は熱は溜まる一方で、温度は上がって行きます。ダムが一杯になると水が入ってきた分だけ放出されて水位が一定になるように、温室効果以上に温度が上がりそうになると、熱量が放出されますが、放出されるのは入ってきた分と同じだけになります。 ですので、地球の外からは温室効果と関係なく、温室効果なしの-18度に見えます。 p.s. このことは、金星観測でも起こりました。地球と同じく、外からでは金星の平均気温は分からなかったのです。そのため、100度以下くらいだろうと推定していたこともありました。金星大気内まで探査機を下ろして、ようやく約460度だと判明しました。