日射量の単位変換について

質問

日射量の単位変換の方法がわからず、困っています。日射量の単位の記号の意味もよくわかりません。よろしくお願いします。
日射量　MJ/m2　を、光量　photons/m2/s
に変換したいです。よろしくお願いします。

回答No.1

walkingdic · ベストアンサー

>日射量　MJ/m2　を、光量　photons/m2/s

まず上記変換自体が間違っています。それを言うならば、

>日射量　MJ/m2　を、光量　photons/m2　（sは不用）

となりますが、この変換は単純ではなく一般的な変換は出来ません。
というのも、MJ/m2については総エネルギーでありこれは話が単純です。問題はphoton数に直すときに、波長によりフォトン一個のエネルギーが違いますので(フォトン一個のエネルギー（Ｊ）=ｈν（ｈ：プランク定数、ν：光の振動数））、波長（振動数ν）の分布が不明の状態では変換が出来ないのです。

具体的に光の波長分布がわかれば変換することは出来ますが。

お礼

回答ありがとうございます。
単純に太陽光から照射される光の平均値を知りたいです。それで、気象台のホームページで表示されているデータがMJ/m2でした。
波長とかは全然わかりませんが、おおよそでもいいので、μmol photons/m2 に変換できないでしょうか？

回答No.3

maekawadesu

ＭＪ／ｍ２は単位面積（１平方ｍ）あたりのエネルギー（メガＪ＝１０＾６Ｊ）です。
photons／ｍ２／ｓは、／ｓが余分です。あとは、ＭＪをphotonsに変換するわけですけど、光子１個のエネルギーで、ＭＪを割ればよいのですが・・・。
No2さんが言っているように、光子のエネルギーは波長によって異なりますので、太陽光のスペクトル（波長分布）がわからなければ知ることはできません。
仮に○○色の単色光と仮定して計算することは可能ですので、No2さんの式を使って計算してみてください。
太陽光の場合、最も多い波長は緑色ですので、波長は５×１０＾－７ｍくらいで計算すればいいのではないでしょうか？長い短いはおおむね平均すれば緑の値でよいのではないでしょうか。

お礼

回答ありがとうございます。
MJがいまいちわからなかったので、解説ありがとうございました。

回答No.2

walkingdic

>波長とかは全然わかりませんが、おおよそでもいいので、μmol photons/m2 に変換できないでしょうか？
おおよそで知るという計算式は存在しません。太陽の光の波長範囲は非常に幅広いですから、遠赤外線から紫外線までその全部を積分して求めることは出来ないとは言いませんが、意味があるのか疑問です。
（また曇りのときや晴れのとき、南中にあるときの状態なのか朝や夕方なのかでも波長分布は変わりますし）

そもそも通常光量子密度等に換算したいというのは何らかの目的があるはずです。
たとえば光合成についてであれば、光合成が関与する緑の吸収波長帯域のみを換算すればよいことになりますし。

ものすごく大雑把に考えるならば太陽からの光は緑が中心なので、緑（５２０ｎｍ位）で代表させてしまってもオーダーが２桁も違うという結果にはならないとは思います。その程度の概略ということであれば、フォトン一個のエネルギーeは、

e= h・ν (ν=ｃ／λ）[単位J]

なのでこれを使い、

日射量[MJ/m2] / e = 光子の数 [photons/m2]

になりますので、あとは１モルの光子数で割ればmolになりますし、更にμですからその１０＾－６ですよね。

お礼

回答ありがとうございます。
これで計算してみます。