Energy Balance
地球は、太陽光を受け取って、赤外線として熱を逃がす
受け取るエネルギーと逃げるエネルギーがつり合う温度が、まず気温の基準になります。そこへ温室効果と反射率の変化が重なります。
Climate / Radiation Balance / Ice-Albedo / Greenhouse Effect
地球の気温は、
受け取る光と逃げる熱で決まる。
温室効果ガスが増えると赤外線が逃げにくくなり、太陽に近づくと受け取るエネルギーは強まり、雲や雪が増えると光をはね返しやすくなります。
このページでは 温室効果ガス濃度、太陽との距離、雲量、海の割合 を動かしながら、平均気温と見た目の変化を同時に観察できます。
- 気温が低いほど氷と雪が増え、さらに反射率が上がって冷えやすくなる
- 気温が高いほど乾燥した色が増え、海が少ないほど極端な気候になりやすい
- 実際の気候を完全再現せず、放射平衡とフィードバックの基本だけを残した教材モデルにしている
Feedback
氷が増えると、さらに冷えやすくなる
雪や氷は白くて光を強く反射するため、寒いほど反射率が上がり、気温がさらに下がる氷-アルベドフィードバックが起きます。
まず見るべきこと
温室効果ガスを増やしたときの温度上昇と、太陽を遠ざけたときの氷の急増を見比べると、このモデルの狙いがつかみやすくなります。
Core Idea
気温は 1 つの原因で決まるのではなく、「受け取り」「反射」「温室効果」「熱容量」が同時に効いた結果として決まる。
このページでは、現実の大気大循環や海流までは入れず、太陽定数、アルベド、温室効果、海の緩和効果だけを残して、見た目にも差が分かるようにしています。
Viewer
地球の平均気温を動かす
スライダーで条件を変えると、平均気温だけでなく、海色、氷の広がり、雲の濃さ、植生と乾燥の色味も連動して変わります。
1.00 × 現代地球
高いほど赤外線が逃げにくくなり、放射平衡温度に対して上乗せされる温室効果が強くなります。
1.00 AU
太陽から受けるエネルギーはおおよそ 1 / r² に比例します。遠ざかるほど急速に弱まります。
40%
雲は太陽光を反射して冷やす方向へ働く、とまずは簡略化して考えます。
70%
海が多いほど熱をため込みやすく、このモデルでは極端な高温・低温が少し和らぐようにしています。
現在のモデル
見どころ
Climate Globe
放射平衡で見る地球の見た目
温暖
青: 海
緑から赤茶: 陸の植生と乾燥
白: 雪と氷
白い帯: 雲
平均気温
15°C
状態
温暖
入射太陽エネルギー
1361 W/m²
氷の割合
12%
反射率
0.30
温室加算
+33°C
Reading
気温モデルの読み方
ここで見ているのは詳細な気候シミュレーションではなく、エネルギー収支の骨組みです。だからこそ、何が効いているかが見やすくなります。
Greenhouse
温室効果
大気中の CO₂ や水蒸気は、地球が出す赤外線を吸収し、熱を宇宙へ逃がしにくくします。このページではその効果を温度の上乗せとして簡略化しています。
Solar Distance
太陽距離
太陽から受けるエネルギーは 1 / r² で減ります。少し遠ざかるだけでも、入射エネルギーはかなり弱くなります。
Ice-Albedo
雪と氷のフィードバック
雪や氷は白くて反射率が高いため、寒くなるほど日射を跳ね返してさらに冷えやすくなります。これが氷-アルベドフィードバックです。
Model Limits
この教材モデル
雲の温室効果、海流、地形、季節、大気循環までは入れていません。代わりに、放射平衡、温室効果、反射率、海の熱容量だけを分かりやすく残しています。
Reading Tip
「何度になったか」だけでなく、「どのフィードバックがその温度を押したか」を見ると、気候の考え方が整理しやすい
たとえば冷えた惑星では、単に太陽が遠いから寒いだけではなく、氷が増えて反射率が上がることでさらに冷えます。高温側では、温室効果と海の少なさが極端さを強めます。