概念と仕組み
より高いアルベドは、同じ入射する太陽放射の、吸収される割合を小さくする。放射的平衡は、入射する放射エネルギーと、放出される放射エネルギーが等価になる場合に成立する。
大気は、表面からの赤外線放射を吸収し、それらを上下両方向へ再放射します。 常に一定の放射量を維持する場合、表面の平衡温度は上昇します。
関係式と成立条件
球形の黒体で大気が存在しない場合、Te=[S(1−α)/(4σ)]¼。ここで、4は、太陽光を遮る投影面積と球の全表面積の比からくるものです。
ワン層大気モデルは、雲、対流、水蒸気によるフィードバックを無視します。その赤外吸収係数は、特定のCO₂濃度や実際の気候感度と直接的に等しいものではありません。
仮想実験で読み取る変化
反射率が大きいと吸収日射が減ります。大気が赤外線を吸収・再放出すると平衡地表温度は高くなります。
赤外線のみ吸収する1階大気の放射平衡モデルです。大気は瞬間放射平衡、地表は一定熱容量でRK4積分します。 εを特定のCO₂濃度に対応させません。雲・対流・水蒸気フィードバックと実際の気候予測は除外します。
重要な関係式と記号
Te=[S(1−α)/(4σ)]¼ · Ts=Te·[2/(2−ε)]¼
| 記号 | 意味 | 単位 |
|---|---|---|
| α | 惑星の反射率 | 0~1 |
| S | 太陽放射のエネルギー率 | W/m² |
| σ | シュテファン・ボルツマン定数 | W/(m²·K⁴) |
例で確かめる
熱容量だけ上げれば十分長く待った平衡温度は？
平衡は吸収日射と宇宙に出る長波コピーが同じ時です。 CはdT/dtだけを変えるので最終温度は変えません。
よくある誤解
- 温室効果とは、大気が新たにエネルギーを作り出すことを意味するものではありません。