地球が冷える？

質問

最近耳にしたことの中で疑問に思いましたのでお尋ねします。
　まず、真空の中では熱は伝わらないで保存されるということを目にしました。今日天気予報の中で地球の北極、南極のあたりでは太陽から受ける熱よりも地球から放出する熱のほうが多いので冷えて寒くなるという風に言っていました。地球の周りは真空だと思っているのですが、熱はどのように放出されているのでしょうか？

回答No.1

craftsman · ベストアンサー

真空中では、熱伝導による熱の移動はありませんが、放射による移動はありえます。
　ガラス製魔法瓶・・・真空瓶は、2重構造になっていて、内側の瓶と外側の瓶の間を真空にして熱伝導による放熱を押さえる物ですが、それだけだと放射によって移動する熱エネルギーもあり、保温効果が落ちてしまいます。
　真空瓶の内側に鏡面状のコーティングがしてあるのは、放射による熱エネルギーの移動を防ぎ、保温効果を保つためです。
　太陽の熱が地球に届くのも、太陽から放射された熱が大気や地表を温めているからです。
　地表や大気から放射された熱は、無限に広がる宇宙に向かって放射されています。
　地球全体が熱くなるか、冷たくなるかは、太陽から放射によって受ける熱エネルギーと、地球から放射される熱エネルギーのバランスによる物でしょう。

お礼

craftsmanさんありがとうございました。絶妙なバランスを保っているんですね。その放射熱というのはどのような形態のものなのでしょう？太陽の熱は光のエネルギーで伝わっていると聞きましたが。

回答No.4

poor_Quark

再度おじゃまします。

＞地球の廃熱、例えばその赤外線を地上にいる私たちが感じることはできないのでしょうか？また、それが大気を温めるということは無いのでしょうか？

　宇宙に放出される赤外線の波長は１０ミクロン前後で、この波長の赤外線は大気を直接暖めることはできません。ただしフロンやメタン、オゾン、窒素酸化物などはこの波長の赤外線を吸収して地球温暖化の原因ではないかともいわれています。

　太陽の放出するエネルギーのうち地球が受け取るのはごくごく一部で生命活動や文明によって消費されるのはそのさらにごくごく一部です。地球と人間の大きさを比較しても宇宙に放射される赤外線を人間が感じることはまずないと思います。

　赤外線はある範囲の波長を持った電磁波で、真空中でも伝わります。同じ理由で軌道上のスペースシャトルと交信したり、月に波長の短い電磁波をあて反射してくる電波を測定することによりその距離を正確に計測できるわけです。また電波望遠鏡が宇宙からの電波をとらえることができるのも、電磁波が真空中を進むことができるという性質によるものです。

お礼

poorQuarkさん再度ありがとうございます。私は知識が薄いもので直ぐ疑問となって残ってしまうのです。太陽から地球が受けているエネルギーというのがすごく大きなエネルギーと思っているのでそれに見合うエネルギーを放出しているというのが驚きでした。でもそのバランスが保たれているから今こうして平和に生活していられるのですよね。ありがとうございました。

回答No.3

poor_Quark

＞真空の中では熱は伝わらないで保存されるということを…
　太陽の光に手のひらをかざしたときに熱を感じますよね。地球と太陽に間には約１億５千万キロの真空の空間があるわけで、真空中でも熱は伝わることはできるということです。

　地球の内部には高温でドロドロに溶けた鉄やニッケルなどの金属があります。この地球の核に当たる部分は地球ができてから４０数億年たったと思われている現在に至っても熱を出し続けていますが、その熱が熱として地上に達することはありません。地球内部の熱はプレートテクトニクスの結果として造山活動や火山活動、あるいはそれらのその原因と考えられているマントル対流を引き起こしている巨大なエネルギー源です。もしこれらの地殻活動がなければ地球は完全に表面を水で覆われた惑星になっていたことでしょう。

　このように地球内部のエネルギーは地球という物体を変形させたり、造山活動など低いところにあるものを重力に逆らって高いところに押し上げることなどによって別のエネルギーに姿を変えています。

　外部から到達する熱は太陽からのものですが、極地方は入射角が低いので単位面積あたり受け取ることができる熱量は他の地方より相対的に小さくなります。そのことによって地表があたたまることがあまりなく、そこに接している大気も原則として冷たくなります。また気温の日格差や地域差によって生じる台風をはじめとする様々な気象現象もそのエネルギーは太陽が負担していることになります。

　またもし石油が化石燃料だとすると、そのエネルギーのおおもとは遠い昔生物的作用によって作られた分子内の結合エネルギーですので、この石油エネルギーの源も太陽ということになります。

　太陽から到達する熱などのエネルギーはどんどん地球に蓄積されて、地球の温度は際限なく上がっていくように感じますが、うまくしたもので赤外線などによって廃熱として宇宙空間に放出されています。つまり受け取るエネルギーと捨てるエネルギーの差が生物としての私たちの活動のエネルギーをはじめ文明が消費するエネルギーを負担していることになります。

お礼

poorQuarkさんありがとうございました。地球の廃熱、例えばその赤外線を地上にいる私たちが感じることはできないのでしょうか？また、それが大気を温めるということは無いのでしょうか？

回答No.2

cafedemocha

まず、一つ訂正ですね
真空中には、熱を伝える媒体が無いだけであって、放熱が無い訳ではありませんよ
熱は、それ自体エネルギーとして、漏洩して行きますので、真空中であっても放熱されます

と言う点に訂正を施すと、疑問は解けるのではないでしょうか？

真空中では、放熱されないでと言う事を前提に、矛盾を照明する、判り易い例を挙げれば、太陽から熱が届くのは、おかしい事になってしまいますよね？
で、昼間、太陽の方を向けば熱を感じるでしょ？

熱力学の法則、エンタルピーは増大する・・・と言う事にも矛盾するのですよ

お礼

cafedemochaさんありがとうございました。熱というのは振動だと聞きましたが真空中でも振動は伝わるのですか？