放射の問題をマスターせよ！（未再学習内容）【計算問題】

気象予報士試験過去問【計算問題】

2025.07.31

過去問61回問2　放射平衡温度
過去問59回問5　惑星のアルベド
過去問58回問5 放射における雲や水蒸気などの効果　
過去問57回問6 大気における放射
過去問52回問4

過去問61回問2　放射平衡温度

地球が黒体放射していると仮定すると、地球から放出される長波放射エネルギーは放射平衡温度の(a)乗に比例する。また、地球のアルベドをAとすると地球が吸収する短波放射エネルギーは(b)に比例する。放射平衡の状態ではこの2つのエネルギーが釣り合っている。これらの関係から、地球のアルベドが0.3から0.35に変化して放射平衡温度がT1からT2に変化したとすると、放射平衡温度 T2は(c)×T1となる。

(a)I=σT⁴ なので、4乗
(b)「アルベド」とは反射率のことなので｢ 1- A｣に比例します。
(c)④と⑤の判別。アルベドが増えるとは、反射が増えて放射平衡温度が低くなる。
（0.65/0.7）^１/４と（0.7/0.65）^１/４では、（0.65/0.7）^１/４を選ぶ。
よって、④

過去問59回問5　惑星のアルベド

地球と同じ大きさで放射平衡温度も等しい惑星が、太陽から地球までの距離の半分の距離に位置しているとする。地球のアルベドを0.30としたとき、この惑星のアルベドとして適切なものを、下記の1~5の中から1つ選べ。なお、地球及びこの惑星は球形の黒体とする。

太陽から地球までの距離の半分の距離に位置しているので、放射強度は距離の自乗に反比例するので、惑星Xへの太陽放射は、地球への太陽放射の4倍です。

太陽からの放射×(1-AE)=地球からの放射AE :地球のアルベドこの時の（1-AE) は、地球が受け取る放射の割合で、( 1 – 0.3 )だから 0.7 です。

よって、太陽からの放射×４×(1-AE)=地球からの放射

過去問58回問5 放射における雲や水蒸気などの効果　

(a)地球大気の上端に入射した太陽放射エネルギーは、雲、エーロゾル、大気による散乱と反射、及び地表面での反射により、約3割が宇宙空間に戻る。
(b)気温の高度分布が同じであれば、大気中に水蒸気が多く存在するほど、大気から地表に到達する長波放射は少ない。
(c)全天を覆う雲がある場合、それが上層雲でも、下層雲でも地表の放射冷却は同程度に抑えられる。

(a)『正』地球のプラネタリーアルベドは約30%なので・・
(b)『誤』大気中の水蒸気量が多いときは、大気放射量が黒体放射に近づきます。（長波放射です。）
(c)『誤』放射冷却の効果は、覆っている雲の高度によって変わります。

過去問57回問6 大気における放射

緯度による日射量の違いについて述べた次の文章の下線部(a)~(c)の正誤の組み合わせとして正しいものを,下記の1~5の中から1つ選べ。ただし,sin30°=0.5,sin60°=0.87とする。

太陽からの光が地球の赤道面となす角度δは夏至の日に23.5°,(a)春分と秋分の日には0°になる。北半球の緯度Φの地点の南中時における太陽の高度角αは

α=90°－Φ+δ
で表される。雲のない冬至の日の太陽の南中時に地表面が受ける日射量は,北緯6.5°の熱帯の地点の方が北緯36.5°の中緯度の地点よりも(b)43.5%大きい。緯度による日射量の違いは(c)ハドレー循環などの大規模な大気循環の駆動源である。

(a)『正』しい。よって、『正』
(b)『誤』緯度6.5度　α ＝90°ー6.5°ー23.5°＝60°　
　　緯度　36.5度　α ＝90°ー36.5°ー23.5°＝30°よって、
(c)『正』しい。よって、『正』

過去問52回問4

黒体放射について述べた次の文章の空欄(a)~(c)に入る適切な数式,語句および数値の組み合わせを,下記の1~5の中から一つ選べ。

絶対温度Tの黒体の単位面積から単位時間に放射されている波長別のエネルギー量を,すべての波長について積算した全エネルギー量は(a)に比例し,単位波長あたりの放射強度が最も強くなる波長は Tに(b)する。放射強度の最大値は,地球の放射平衡温度255K の黒体放射では波長約11μmのところにあり,太陽の表面温度約6000Kの黒体放射では波長約(c)μmのところにある。