冬場のお天気の疑問

質問

このごろニュースの天気コーナーでよく聞くのですが「放射冷却」ってなんですか？なんとなくはわかるのですが自信がないので自信のある方きちんと教えてください。

回答No.3

sesame · ベストアンサー

回答に対する補足に対する回答

どんな物質も原子(または原子どうしが組み合わさった分子)でできている、というのはいいですよね？
で、その原子(分子)ですが、ミクロに見ると決してじっとしているということはなくて、いつも細かくビリビリと振動しています。この振動の激しさの程度が、我々がふだん「熱」として感じているものの正体です。

で、激しく振動している物質(＝熱い物質)はより落ち着いた状態になろうとして、持っているエネルギーを電磁波の形で放出します。「電磁波とは何か？」と言われると、粒子のようでもあり、波のようでもあり、これを説明しようとすると量子論やなんやらの専門領域に突入してしまって、素人にはお手上げなのですが、なんというか、光速で伝播する、なんかもやもやした、よくわからんものだと思ってください(^_^;)
われわれの目に見える可視光線、それよりちょっと波長が短いのが紫外線(日焼けの元)、ちょっと長いのが赤外線(おこた、ストーブ)、すごく短いのがＸ線(レントゲン写真)、かなり長いのが電波(ラジオ、レーダー、電子レンジなど)…これらはすべて電磁波です。名前が違うのは単に波長が違うだけです。

で、「物体が熱を発散している」というのは「物体が電磁波を放射している」というのと同義なわけです。電磁波といっても前述のようにさまざまな波長のものがあるわけですが、われわれに身近な物質(地面とか、人体とか、水とか、空気とか、おこたとか)では放射する電磁波の帯域はほぼ赤外線の波長になっている、ということですね。もっと激しく熱せられた物質は可視光やそれより短い波長でも熱を出します。熔けた鉄や炎が光って見えるのはこのためです。

回答No.4

pen2san

熱の伝わり方の一つに放射があります。　輻射熱とか放射熱とかと言います。
放射熱の量は２つの物体の温度差によって決まります。　また、伝導や対流と異なり、物質間が真空でも輻射が起こります。太陽が温かく感じるのも放射熱（輻射熱）によるものです。
雪の日の日陰での体感温度とひなたでの体感温度の違いや焚き火から少し離れていても暖かく感じるのは輻射熱によるものです。伝導や対流と異なる点は熱の伝導が直ちに起こる点です。太陽との間に雲が入ったり、焚き火との間に他の人が入ったりすると急に寒く感じるのは放射熱が遮られるからです。
で、本題の放射冷却ですが、大気中の雲の温度はせいぜい零下５０℃～８０℃です。それに比べ宇宙空間の温度は零下２７３℃（ほぼ絶対零度と考えても間違いありません。）
放射熱量は温度差に比例しますから良く晴れた夜の方が曇りの日より多くの熱量が宇宙に放射される為に地表が冷える訳です。
極端な言い方をすれば、太陽光の届かない晴天の夜、廻りからの熱を遮断できればそこの温度は零下２７３度まで下げられる可能性があると言っても過言ではありません。
雪の日にカーテンを開けると寒く感じるのと同じ理由です。

お礼

大変お詳しい説明どうもありがとうございました。宇宙空間の温度が絶対零度だなんて当たり前のようですが目から鱗です。もうちょっと勉強しないと氷河期になったとき生き抜けませんね（笑）。ほんと助かりました。

回答No.2

puni2

放射冷却とは，その名のとおり「放射によって冷えること」。
辞典的な説明をすれば，「地表面の熱が放射により大気中に奪われ気温が下がること。」（気象庁予報部予報課「予報用語」より）となります。

熱の伝わり方には3通りある，とどこかで習わなかったでしょうか。伝導，対流，放射。
伝導は物体の中を熱がじかに伝わる現象。対流は，暖められた液体や気体が移動していって熱を伝える現象。
そして放射は，電磁波（まあ赤外線と考えてください）によって熱が伝わる現象です。
太陽からの熱が宇宙空間を隔てて地球まで届くのは放射ですね。

よく晴れた冬の夜，地表からは熱が赤外線として大気や宇宙空間に逃げていき，地表の温度は下がっていきます。これが放射冷却です。
曇っている夜は，その赤外線が水蒸気や雲に吸収されるので，あまり冷えません。

参考URL：

http://www.dcnltd.com/~dream/weather/kisyou/QandA/2.html

お礼

私のほんの陳腐な質問にＵＲＬまでご紹介いただきまことにありがとうございました。熱の伝わり方から解説してもらったのは非常に為になりました。また小さな質問などじゃんじゃん載せるかもしれませんがおつきあいください（笑）。

補足

つっこむようで申し訳ないのですが、「熱が赤外線として」とはどのような意味なのでしょうか。熱は熱ではないんですか？熱が赤外線にのって運ばれるという解釈でよいのでしょうか。物理を専攻していなかったもので、赤外線―熱、という関係がわからないのです。屁理屈をいうようですみません。できればでいいので教えてください。

回答No.1

sesame

昼間、太陽光が当たってあたためられた地表面は、夜になるとたまった熱を赤外線の形で空にむかって放射して、だんだん冷えていきます。これを放射冷却といいます。
夜、空がくもっていると、雲は赤外線を反射するので、地表から放射された赤外線ははねかえってまた地表に戻ってきます。だからくもった晩は放射冷却がおきにくく、晴れた晩ほど冷え込みません。

こんなとこでしょうか？

お礼

ありがとうございました。なんかあのお天気おねえさん（ニュースの）はこのような複雑なことをのほほんと毎日言ってるんだなぁなんて、ぼんやり感心してしまいました。もちょっと熱のことについて小学校の理科あたりにまで戻る気持ちでべんきょしてみようかな、と思ったりしてます。