human and environment
7. 地表温度を説明する最も簡単な物理模型
- 私たちの住む地球 - 　太田 雅久

状況を単純化する

「地球表面が太陽光を吸収して温度Tとなり、温度Tの地球表面から宇宙に向けて熱が放出されている」



地球は球形であるので太陽の光を垂直方向から受けるのは赤道付近のみであるが、ここでは地表の平均温度を考えているので、地表全体で受ける太陽光のエネルギーを

　　　(1-a)πr2S　------(1)

とする。

S：単位面積 単位時間当たりの入射太陽エネルギー

πr2：太陽光に垂直な地球の有効面積

a：アルベド（太陽光が地表付近で反射される割合）

(1-a)：入射太陽光のうち反射されずに地表にとどく割合



一方、地表の温度がTであるので、物理学の黒体放射の理論（温度Tの物体からは、その温度固有の光が放射される）より、

　　　4πr2σT4　------(2)

のエネルギーが宇宙に放射される。

4πr2：地球表面の面積

T：地球表面の温度

σ：シュテファン・ボルツマン定数

(1)と(2)のエネルギーが釣り合っていると考える。

　　　(1-a)πr2S = 4πr2σT4

この等式より、
Sの値(1.98cal/cm2.min)と
σの値(5.47 ×10-5erg/cm2see K4)から
T=251K(=-22℃)が求まる。(1cal = 4.186 ×105erg)