秋から冬にかけて天気予報を見ますと、気象予報士の人が
「今日の晩から放射冷却が強まり、明日の朝は冷え込むでしょう」
という言葉を何度も聞いた事があるかと思います。
大半の方は、何となくそのフレーズを聞いて明日は冷え込むのだろうと思っていますが、放射冷却の意味や放射冷却によって寒くなる理由に疑問を感じている人が多いと思います。
この記事では、そんな疑問について解説していきたいと思います。
放射冷却とは
放射冷却を一言で言えば、物が外へ熱を出して冷える事です。
この放射冷却は、地球上にある全ての物が持っている性質です。
すべての物体は、物体の温度に対応した電磁波を、あらゆる方向に放射して、高温の物体から低温の物体にエネルギーが伝達されます。そのため、2つの物質を比べた場合、高温の物体の温度は下がり、逆に低温の物体の温度は上がります。
分かりやすくするために、お湯をわかした後のやかんで説明しますと、
お湯をわかした直後のやかんはとても熱いですが、やかんの火を消して放っておくと、やかんの熱は大気中に放出れてだんだん冷めてきます。
つまり、これはやかんの放射冷却の事を意味します。
天気予報で頻繁に言っている放射冷却とは、地面の放射冷却の事であり、暖められた地面(高温状態)が大気中(低温状態)に熱を放出して、地面付近の温度が下がる現象の事です。
放射冷却で冷え込む理由
昼間に太陽が出ている時に、地面は太陽の放つ熱によってどんどん暖められ、熱をため込んでいきます。
この時、地面の温度＜空気中の温度 の関係が成り立っているため、太陽の光が直接地面に照らされます。
夜になると、太陽が沈み、昼間暖められた地面の温度のほうが空気中よりも暖かくなるので、地面から空気中へ熱が出ていき地面の温度が下がっていきます。
その結果、夜の間に暖めておいた地面の温度が、空気中に逃げていくため、朝になると良い天気でも急激に寒くなる理由です。
このサイクルを永遠に繰り返します。
放射冷却による冷え込みを引き起こす2大条件とは
放射冷却による冷え込みは、地面の温度＞空気中の温度が常になりたっていなければいけません。
風の強くない日
通常は、地面から空気中へ熱が移動していきますが、強い風がふくと、空気中へ熱がいく前に、空気中で温度が下げられてしまうため、空気中よりも地面の温度が低くなってしまいます。
すると、空気中のほうが暖かくなるので、熱はまた地面へと下りていきます。
その結果、地面の温度は下がりにくく、放射冷却は起こりにくくなります。
雲があまり出ていない日
単純に、地面から空気中へ熱が放たれていくとき、雲あるとそこで足止めをされてしまいます。
そのため、雲が熱を吸収してしまって、雲の温度が上がっていきます。
そして、地面より雲のほうが暖かくなってしまうのです。
すると雲から熱が地面へ放たれて地面の温度は下がりにくくなり、放射冷却が起こりにくくなります。
放射冷却は一年中起こる
実は、放射冷却は冬だけおこるものではありません。
先ほど説明しましたが、
という２つの条件に当てはまれば一年中起こりますので、そこの誤解はしないでください。
放射冷却が冬の現象と捉えられている理由は、昼間と夜間の温度差が大きいからです。
地面と空の温度差が大きければ大きいほど、どんどん熱は移動していきますから、朝の冷え込みは、夏よりも大きくなります。
