[地学 II]

第4回小レポートの答えの考えかた

問い

太陽系の各惑星 (水星から海王星まで) の太陽からの距離 (楕円軌道の長半径で代表させる) はそれぞれ地球のばあいの何倍か。 (資料をしらべてください。『理科年表』、『地学図表』 などにあります。ネット上でもよいが信頼のおける資料をえらんでください。) そして、それぞれの惑星の位置で太陽光に正面を向けた面の単位面積あたり・単位時間あたりの太陽放射エネルギーの流れは地球のばあいの何倍か。 (資料にのっていることもありますが、距離のほうから計算してみてください。)

答えの考えかた

ここでは、太陽光は あらゆる方向に同様に(「等方的に」) 出ていることと、 太陽と惑星のあいだの放射の吸収や射出は無視できることを仮定します。 すると、単位面積あたり・単位時間あたりにとどく放射のエネルギーは、 太陽からの距離の2乗に反比例 (マイナス2乗に比例) します。

理科年表 2021』では、「天 2-3」ページの「惑星表」の 「軌道長半径 a (天文単位)」の列が、 各惑星の軌道の長半径を、地球の軌道の長半径を 1 とした比率で表現したものです。

下にある「太陽、惑星及び月定数表」の 「太陽より受ける輻射量 (地球=1)」の列が、この問題の答えにあたります。 (しかし、この数値を読んですませるのではなく、軌道長半径から計算してほしかったのです。)

浜島書店 『地学図表』 では、17ページ [2] 「惑星」の表の いちばん上の列に、「軌道長半径」が、「106 km」と「天文単位」の両方の単位で 表現されています。実質的に同じ情報ですが、 この問題のばあいは、「天文単位」のほうの数値をそのままつかうことができます。

表の下のほうにある「平均受熱量 (地球=1)」が、この問題の答えにあたります。


2021-05-15, 修正 2021-05-31
増田 耕一 (MASUDA Kooiti)
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