大気と気象(知識)の問題
地球の熱収支と温室効果について述べた文として正しいものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。
- ア 地表や大気が宇宙空間へ放射している電磁波は、主に可視光線である。
- イ 地球に届く太陽放射のうち、約 3 割は雲や地表などで反射されて宇宙空間へ戻る。
- ウ 水蒸気や二酸化炭素などの温室効果ガスは、太陽からの可視光線をよく吸収し、地表からの赤外線はほとんど吸収しない。
- エ 低緯度地域では、放射によって地球が受け取るエネルギーよりも、放射によって宇宙空間へ失うエネルギーのほうが多い。
この問題で使うもの
- 地球の熱収支と温室効果(説明と入口の問題)
- 緯度による熱収支の違いと熱の輸送(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(51 技能)
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- 地球の熱収支と温室効果
- 緯度による熱収支の違いと熱の輸送
ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
太陽放射と地球放射の違い、温室効果のしくみ、緯度による放射収支の違いを思い出そう。
ヒント 2
太陽放射は可視光線が中心、地球放射は赤外線が中心である。温室効果ガスはどちらをよく吸収するかがポイントになる。
ヒント 3
アとウは電磁波の種類に注目すると誤りがわかる。エは低緯度と高緯度のどちらでエネルギーが余るかを考えると判断できる。
答えと解説
答えを見る
イ
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解説を読む
地球の熱収支の基本事項を確認する。
- 太陽放射は可視光線が中心で、地球に届く太陽放射のうち約 30 % は雲・大気・地表で反射・散乱されて宇宙へ戻る(この割合をアルベド(反射率)という)。
- 地表や大気は温度が低いため、主に赤外線を放射する(地球放射)。
- 水蒸気や二酸化炭素などの温室効果ガスは、可視光線はあまり吸収せずに通すが、地表から出る赤外線をよく吸収し、その一部を再び地表へ向けて放射する。これにより地表付近の気温が高く保たれる(温室効果)。
- 低緯度では太陽放射の吸収が地球放射を上回り(エネルギーが余り)、高緯度では地球放射が上回る(エネルギーが不足する)。この差は大気や海洋の運動によって低緯度から高緯度へ熱が運ばれることで解消されている。
各選択肢について:
- ア 誤り。地表や大気が放射する電磁波は主に赤外線である。可視光線が中心なのは太陽放射である。
- イ 正しい。地球のアルベドは約 0.3 であり、太陽放射の約 3 割は反射されて宇宙へ戻る。
- ウ 誤り。温室効果ガスは可視光線をほとんど吸収せずに通し、地表からの赤外線をよく吸収する。記述は吸収する電磁波が逆になっている。
- エ 誤り。低緯度では、放射によって受け取るエネルギーのほうが失うエネルギーより多い。失うほうが多いのは高緯度である。
よって、正しいものはイである。
別解
各選択肢を確かめる。
- ア: 地表や大気が放射するのは温度が低い(約 255 K〜288 K)物体からの放射で、主に赤外線(地球放射)である。可視光線ではない。誤り。
- イ: 地球のアルベド(反射率)は約 0.3 であり、太陽放射のうち約 3 割が雲・大気・地表で反射されて宇宙空間へ戻る。正しい。
- ウ: 温室効果ガスは太陽からの可視光線はほとんど吸収せず通し、地表から出る赤外線をよく吸収する。説明が逆なので誤り。
- エ: 低緯度地域は放射で受け取る太陽放射エネルギーのほうが、宇宙へ失う地球放射より多い(エネルギー過剰)。失うほうが多いのは高緯度地域。誤り。
以上より、正しいのはイ。