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シミュレーションサイエンスＢ
第２回：地球表面における
熱の出入り
今日の与太話
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雹を見ました
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ネパールで
昨年の春
直径1cmくらい
雷とともに
地球表面の熱の出入りを考える
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地球表面の温度と熱の出入り
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太陽の光とその吸収
地球表面の温度と赤外放射
エクセルの使い方
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表のつくり方
式の計算
セル参照（絶対参照と相対参照）
地球表面の温度T とその単位
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温度を表す単位
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絶対温度
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
T=Tc+273.15
氷点：273.15[K]、沸点：373.15[K]
摂氏
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T
こちらの方が物理
では使いやすい
Tc
氷点：0[℃]、沸点：100[℃]
地球表面の温
度 T を考える
地球表面の熱の入り
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宇宙から地球へ



反射される割合を
アルベドと呼び
A で表す
今の地球では：
A=0.3
太陽放射（光）の入射
一部は反射されて宇宙に戻ってしまう
残りが地球表面に吸収される
太陽放射の入射 Is
今の地球では：
Is=343[Wm-2]
反射 Ir=AIs
吸収 Ia=(1-A)Is
Is
Ir
Ia
地球表面からの熱の出
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地球から宇宙へ

赤外放射


Ie
温度が高いものはよりたくさんの赤外線を放出
放出する分だけ地球表面は熱を失う
ステファン＝ボルツマン定数
s=5.67×10-8[Wm-2K-4]
赤外放射 Ie=sT4
地球表面の温
度を T とする
地球表面の熱の出入り
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吸収される熱 Ia


放出される熱 Ie


Ia=(1-A)Is
Ie=sT4
正味の吸収
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Ia-Ie
Ia-Ie>0 なら
温度は上昇する
Ia-Ie<0 なら
温度は下降する
エクセルで計算してみよう
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T=200, 250, 300[K]の時の熱の出入り

そのとき地球はより冷えるかより熱くなるか？
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
200[K]=-73.15℃、300[K]=26.85℃
予想は？？
セルに式を入れ
ていく方法を学ぶ
w2-1.xls
結果をどう見るか？
Ia-Ie= 149.4[Wm-2]
Ia-Ie= 18.6[Wm-2]
Ia-Ie=-219.2[Wm-2]

200[K]のとき
250[K]のとき
300[K]のとき

最終的に地表温度は 250～300[K] の間


エクセルで計算してみよう

T=200, 250, 300[K]の時の熱の出入り

今度は地球のアルベドを変えてみる
A=0.3: 今の地球
 A=0.5: 氷の地球


予想は？？
相対参照のみ
w2-2.xls
w2-3.xls
絶対参照利用
セル指定の方法
を2種類学ぶ
結果をどう見るか？
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アルベド A=0.3 のとき
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
最終的に地表温度は 250～300[K] の間になる
アルベド A=0.5 のとき
200[K]のとき
 250[K]のとき
 300[K]のとき


Ia-Ie= 80.8[Wm-2]
Ia-Ie= -50.0[Wm-2]
Ia-Ie=-287.8[Wm-2]
最終的に地表温度は 200～250[K] の間になる
今回の課題
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q2.xls
4/27(木)までに提出
caddieへ
表を完成させて以下のことを調べよう
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太陽放射を変えた場合に地表温度はどうなるか
500[Wm-2]の場合の地表温度
 アルベドA=0.3で固定とする
 Is=200,

アルベドを変えた場合に地表温度はどうなるか
アルベドA=0.1, 0.5の場合の地表温度
 Is=343[Wm-2]で固定とする


回答例：Is=343, A=0.3 のとき
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最終的に地表温度は 250[K] ～ 260[K] の間になる
次回
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条件による熱の出入りの違いを可視化
エクセルでグラフを描く方法
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来週（4/29）はGW休み
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課題は4/27締切なので注意してください
再来週（5/6）はやります
その次（5/13）は休講→補講はまた連絡
今日の与太話
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バングラデシュ
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首都も広範に冠水します
5月にも行ってきます
Harunおやじ
１９９８年の洪水
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国土の70%近くが洪水
の被害を受ける
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洪水は珍しいことではな
い
犠牲者数