放射冷却現象とは?その原理やしくみをわかりやすく解説します!

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冬の朝、雲一つなく晴れて、風がないにもかかわらず厳しい冷え込みを感じたという経験はありませんか?

この冷え込みはどうやら放射冷却現象というものが作用しているようです。

晴れていれば太陽の光が注がれてポカポカ暖かくなるし、風があった方が寒くなると普通は思いますよね。

しかし放射冷却現象が起こればむしろ晴れて風がない方が冷え込むのです。

それも地表の方がより冷えています。

果たして放射冷却現象とはどのような現象なのか、その原理や仕組みについて見ていきましょう。

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放射冷却現象とは?放射について理解しよう!

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放射冷却現象について理解する前に放射について理解する必要があります。

放射とは温度の高い物体から温度の低い物体にエネルギーが伝達されるという現象のことです。

全ての物体は電磁波とともに温度を放出していて、基本的に温度は高いものから低いものへと移って行きます。

 

雲があると温度を遮る

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雲がない時、すなわち晴れた時は地表から放出されたエネルギーが気温の低い上空へ向かって行きそのまま遮るものがないためどこまでも放出されます。

一方で雲がある場合は一旦、温度を含むエネルギーは雲に吸収されるのです。

そしてさらに雲から気温の低い場所へエネルギーが放出されますが、この時一部は雲の上空へ放出され一部は地面に向かって再度放出されます。

こうして雲がある場合は温度が全て上空に逃げていかずに一部が地表に戻ってくるのです。

この原理を直感的に理解するために良い例えがお風呂のフタです。

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お風呂でわかされたお湯は放っておくとみるみるうちに熱が放出され冷えてしまいます。

しかしフタをしておくことでフタをしていない時よりも温度が保たれますよね。

雲はお風呂のフタと同じ役割をしているということです。

 

風が空気を混ぜる

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風が強いと空気が混ざるため、上空の暖かい空気が降りてきます。

そのため風が強い日は放射冷却がいくらか阻まれますが、風がない日は逆に放射冷却が強まり温度が低くなるというわけです。

 

放射冷却を利用した冷蔵庫がある!

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現在ほとんどの家庭の冷蔵庫は電気を利用して温度を下げていますよね。

しかし電気を使わなくても中の温度を低いままに保てる冷蔵庫が開発されているようです。

その仕組みには放射冷却が利用されています。

作り方は単純明快です。

まず熱が伝わりやすいよう冷蔵庫の壁面や床、天井の内部を水で満たします。

そして熱が入り込まないよう断熱材を取り付ける一方で、上部には放射しやすい素材を取り付けるだけです。

多少天候に左右されるもののこれだけで内部を7〜8度に維持できます。

エコを実現した冷蔵庫ですね。

 

まとめ

放射冷却は晴れて風のない日に地表付近の空気が冷え込む現象です。

雲が出ている日は雲が地表から放出された熱を吸収しますが、出ていない日は熱が上空に逃げてしまいます。

お風呂にフタをすればある程度温度が維持されるのと同じ原理です。

また風がある日は空気が混ぜられるため暖かい空気が下に降りてきます。

晴れて風のない日には地表付近の温度を調べてみると面白いかもしれません。

放射冷却現象を確認できるでしょう。

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