78 第3編・大気と海洋 基本例題8 太陽放射 地球を半径6.4 × 10°kmの球として、次の問いに答えよ。 (1) 太陽から1天文単位離れて, 太陽光線に垂直な1m²の面が1秒間に受け取る熱 量はいくらか。 有効数字2桁で答えよ (kW/m² で表せ)。 また, それを何というか、 (2) 地球が受け取る1秒間当たりの太陽の放射エネルギーの総量は、 何kW か (3) 太陽放射が当たっている地球の半球において,地表1m²当たり1秒間に受け取 る熱量は平均何kW/m² になるか。 大気の吸収などは無視する。 指針 1W とは, 1秒間に1Jのエネルギーが出入りしたり変化したりすることを示す。 (2) 地球が受け取る太陽の放射エネルギーの総量は, 太陽光線に垂直な地球の断面が 受け取る量に等しい。 したがって, 太陽定数に地球の断面積をかければよい。 単 位の統一に注意! (3) エネルギーの総量を地球の全表面積の半分で割ればよい。 解答 (1) 1.4kW/m². 太陽定数 (2) 6.4 x 103km = 6.4 × 10m (3) 地球の断面積は /3.14 x (6.4 x 10°)2 ≒ 1.29 × 1014 (m²) よって 1.4 × 1.29 x 10 = 1.8×1014 (kW) 0.70(kW/m²) 1.4 x 3.14 × ( 6.4 x 10 ) 2 4 x 3.14 × (6.4 × 106)² × (1/2) =