地球ってどんな惑星か知っていますか？
私たち人類が生存しているということは知っていますが、実際どんな惑星？
と聞かれても答えられない人の方が多いのではないでしょうか？
地球は太陽の3番目に近い惑星で、太陽系の惑星の中で生物が存在しているのは地球だけのようです。
地球は約46億年前に誕生したと言われ、誕生して間もないころは大気はなく宇宙のガスやちりが集まってできた惑星だったようです。
そんな地球の温度の平均はどれぐらいなのでしょうか？
それでは今回は、地球の平均温度やその求め方についてご紹介します。
地球の平均温度はどうやって求めるの！？
地球の平均温度は「15℃」、最低気温はボストーク（南極）の「-89.3℃」、最高気温はデスバレー（アメリカ）の「56.7℃」です。
- 地球が受けるエネルギーの計算
太陽定数 = 1370 W/m2この値に地球の断面積をかけ算し、1秒あたりの地球が受けているエネルギーを計算します。
地球は半径6370kmほどなので、1秒あたり地球に降り注ぐエネルギー
= 1370×π×(6370×103)2= 1.75×1017 W
となりますが、一部のエネルギーは雲などで反射されてしまうので、宇宙に戻っていきます。
反射率のことを「アルベド」といい、地球のアルベドは30％ほどのようです。そのため、地球に吸収されるエネルギーは70％ほどとなります。
1秒あたり地球に吸収されるエネルギー= 1.75×1017×0.7= 1.2×1017 W … ①となります。
- 地球が放出するエネルギーの計算
地球も宇宙に向けてエネルギーを放出しているようです。
核融合反応をしていなくても、どのような物体も表面温度に応じてエネルギーを放出しているようです。
この放出は黒体放射という仕組みのようです。
黒体放射のエネルギーの量を求めるには、「シュテファン・ボルツマンの法則」というものを用いるそうです。
1m2から1秒あたり放射されるエネルギー= 5.67×10-8×T4 W/m2という方式を用います。
場所によって地表面の温度は違いますが、どこの温度も同じだとしてい「T」とおきます。
1秒あたり地球が放出するエネルギー= 5.67×10-8×T4×4×π×(6370×103)2= 2.9×107×T4 W …②
- 地表面の平均温度を求める
の地球に吸収されるエネルギーと②の地球が放出するエネルギーは等しいということにし、次の式になります。
1.2×1017 = 2.9×107×T4ということはT4 = 1.2×1017 ÷ (2.9×107)= 0.41×1010= 41×108
そのあとに右辺の値を2回ルートし「T」を求めるとT = 2.5×102 Kとなります。
まとめ
今回は、地球の平均温度についてご紹介しました。
地球の平均温度は、「15℃」です。
15℃と聞くととても寒く感じますね！
しかし、南極の最低気温を観測したところでは、「-89.3℃」ほどのようです。
地球の平均気温は計算で求めることができます。
地球に吸収されるエネルギーと地球が放出するエネルギーを求めてから平均気温を求めることができるそうです。
