「空の温度・続」放射熱日記 2005-05-26

きのう、きょう、と青空で雲も少なくて空の温度は〈マイナス１５度〉くらい。

このくらいの青空だと〈－２０～－３０度〉くらいでもいいのになぁ。１２月の末にはそんな感じだったから。何が違うのか。

当時は外気温はずっと低くて、今はもう夏になろうというところだから、まわりからの影響で高目にでているのではないか、というのは気になるところ。

そうだ、夜に測ればいいのだ。
幸い、きのうの夜は雨も降らずに、雲も少なそうで昼間と条件は近そうだったので測ってみたのです。はたして結果は〈－１５度〉。かなり乱暴だけど、

「昼間測っても、（太陽に向けていない限りは）太陽光や、気温の影響はなさそうだ」
といえるのではないか。

上記の仮定の元に、「青空の温度」を考えてみると、

１２月末・・・〈－３０度〉
　５月末・・・〈－１５度〉

これまた、かなり乱暴だけど、「同じような空もようなのに温度がこれだけ違う」といいたいのです。

で、その理由は「水蒸気」だろう、と。
あ、これは、つい先日の「放射熱日記」に書いたっけ。

さて、これまで誤解を恐れずに「空の温度」と言っていますが、実際、この〈空に向けた赤外線放射温度計〉の示す値というのは、何を意味しているのだろう。

放射温度計は、「受光部に入ってくる、ある周波数の赤外線の量」を測っています。赤外線を直接測るわけではないので、実際には、赤外線を受ける受光部の温度を測り、同時にその受光部付近の〈赤外線を受けていない部分の温度〉を別の温度計で測り、その差から「赤外線の強さ」を計算する、というようなことを（あの小さな体で）やっています。　受光部には赤外線以外の光（可視光など）も入ってるるので、それによる熱の影響を受けないようにフィルターが付けられているものと思われます。

この温度計の通常の使い方では、近くにあるものに向けて測ります。１センチ先にある「手のひら」を測ると、手のひらの上の「直径１センチ」の円の部分から放射される赤外線を受けて、上記の方法で温度が計算されます。１メートル先なら「直径１メートルの円」、１００メートルなら直径１００メートルです。（これは、私の使っている３１５０円の温度計の場合であって、高級機では例えば１メートル先では「直径１２．５センチの円」を測れるものもあります。

では空に向けた場合は一体、どこの何を測っているのでしょうか。「宇宙のかなた」だとすると、絶対０度に近い値になりそうですが、〈－２０度〉あたりになっているところをみると、そういうこともなさそうです。　途中に屋根があれば、屋根から上には関係なく「屋根の温度」を測るように、空には雲とか水蒸気などの層があって、これらが屋根のように赤外線を吸収したり反射したりしていると思われます。どのくらいの高度でそういうことが起きているのでしょうか。雲は、ちょっと山に登れば「下に見える」くらいですから１５００メートルくらいからありそうです。水蒸気の層はどうなんだろう。　とりあえず「屋根」は２０００メートルあたりと仮定すると、放射温度計は「直径２０００メートル」の円から放射される赤外線を測っていることになります。　そうそう、これは十分に広くてまわりに何もない場所でやった時の話であって、ぼくが測るようなところでは、どうしても測定角内に建物などが入ってしまうようです。そこからも赤外線は来るはずてすが、経験的にはそういうところで測った値と、何もない所での値には違いは（少）ないようです。

上の数字を使うと、空を測ったら〈－１５度〉だということは、
「高度２０００メートルのところに、平均温度〈－１５度〉の大きな円がある」
ということになります。〈－１５度〉といえばずいぶん冷たいはずだけれども、そんなに遠くにあるのなら冷たさを感じないような気もします。実際に今、外に出ても冷たくないのはそのためでしょうか？　しかし、まてよ。「２０００メートルの彼方」を測っているなどということは、放射温度計は知らないのですよ。別に距離を設定するわけではないから。単に「温度計に飛び込んできた赤外線がそのくらいだった」というだけの筈。　「１メートル先の直径１メートルの〈－１５度〉の円」や、「１センチ先の直径１センチの〈－１５度〉の円」でも同じ値を示すはずで、温度計としては、それと区別はつかないのです。

うーむ、それだとしたらもっと「ヒンヤリ」してもいいのではないでしょうか。
周囲の空気は〈２０度〉以上ありますから、そのせいで感じないのでしょうか。これが冬になって、空気も〈０度〉に近くなってくれば、「空の冷」が効いてくるのではないか、とい気にもなってきます。そして、〈通称「放射冷却」〉の話になるのです。（「冷」が降ってくるわけではなくて、「こちらからは熱が出ていくのに、空からは熱があまり来ない」だけですが。）

湿気もなく晴れた日の空というのは、「ホントに冷たい」のでしょうか。

窓の外　ますます晴れて　いい感じ