３−１　　太陽エネルギー
　　　　　問題：
　　　　　　大気上端における、太陽光線と直角な単位面積あたり通過する
　　　　　放射エネルギーを□□□□と言う。
　　　　　地球表面での受光エネルギーＥは，太陽の仰角をαとするとき、
　　　　　　　　Ｅ＝１．３４ SINα
　　　　　で表されることを証明せよ。

　　　　　解答：
　　　　　　太陽定数。　　　　　

　　　　　　単位面積で受光していた太陽エネルギーに関し、

　　　　　　１／ SINα倍広い面積で　同量のエネルギーを受けることとなる。

　　　　　　地表での単位面積あたりのエネルギーは

　　　　　　直角に受けていたときの SINα倍となる。
　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　補足：
　　　　　　南極、北極の冬場は　α＝０となるので、
　　　　　　Ｅ＝ SIN０
　　　　　　　＝０
　　　　　　したがって、　太陽エネルギーは届かないこととなる。

　　　　　　太陽が、南回帰線、北回帰線にあるとき
　　　　　　日本の北緯３５゜で太陽南中時、　仰角，エネルギーは　それぞれ
　　　　　　　　　α＝３５−２３．５＝　１２゜、　Ｅ＝１．３４Ｘ０．２０
　　　　　　　　　α＝３５＋２３．５＝　５８゜、　Ｅ＝１．３４ｘ０．８５
　　　　　　となり　冬至では、夏至の　約１／４　のエネルギーしか届かない。
　　
　　　　　　ちなみに、回帰無風帯が両極の緯度３０゜にある。　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　３−１
　　　　　　天頂




　　　　　　　　　　　　光線に直角
　　　　　　　　　　　　　　　　　　地表面と太陽方向のなす角度α
　　　　　　　　　　　　　　　地表面
　　　　　　　　　　　　　太陽エネルギーは
　　　　　　　　　　　　　受光面の傾斜にかかわらず
　　　　　　　　　　　　　一定量です。
　　　　　　　　　　　　　受光面が傾斜していると、
　　　　　　　　　　　　　単位面積あたりのエネルギー量が
　　　　　　　　　　　　　仰角に応じて変わります。


　　　　　　　　　　　地球
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　天頂　　　　太陽
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　α＝５８゜
　　　　　　　　　　　　　　　３５゜Ｎ
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　北回帰線＝２３．５゜Ｎ
　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　α＝１２゜

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　南回帰線
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　＝２３．５゜Ｓ
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　太陽

　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　３−２
　　　　　３−２　　湿潤大気の圧力

　　　　　問題：

　　　　　　湿潤大気の圧力Ｐが、　１０１３ｈＰａで、
　　　　　　水蒸気圧力Ｐe が、　　　　１０ｈＰａであるとき、
　　　　　　乾燥空気の分圧Ｐd を求めよ。
　　　　　　大気温度＝１０℃とする。

　　　　　解答：
　　　　　　ダルトンの法則より、
　　　　　　　　Ｐ＝Ｐe ＋Ｐd 
　　　　　　である。

　　　　　　従って、
　　　　　　　　Ｐd ＝１０１３−１０
　　　　　　　　　　＝１００３　　
　　　　　　が求める分圧となる。

　　　　　補足：
　　　　　　気体圧力は個々の分子の運動エネルギーによる。
　　　　　　気体の分子の個数は　質量を分子量で割ることにより求まる。
　　　　　　アボガドロの仮説によれば、
　　　　　　同数の分子を含む気体は、同温・同圧で同体積を占める。　
　　　　　　ＰＶ＝ｍＲＴ　　よりＶ一定のとき、
　　　　　　分子の個数が増加すれば、それだけ圧力が増加する。

　　　　　　次に、同体積の乾燥大気と水蒸気とを混合すると体積は、
　　　　　　２倍とならず、同じ体積のままである。
　　　　　　しかしながら、一定気圧、一定体積の　乾燥大気の含み得る
　　　　　　水蒸気量には限界がある。
　　　　　　温度・圧力が増加すれば、含み得る水蒸気量も増加するが、
　　　　　　飽和蒸気圧をオーバーしたら、水蒸気は凝結し、結露し、
　　　　　　雨となって系の外へ出て行く（降水）。