3-8-2熱負荷のメカニズム＞日射量の季節変化（2/4）
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付2断熱材性能比較リスト
付3住まいと断熱の掲示板
付4Ｍ邸　ＷＥＢ見学会
　
　地軸が傾いているため太陽の輻射エネルギーは季節的に変動します。菜種梅雨、梅雨、秋雨前線など周期的な雲の量の変化によっても、日射量は変化します。ここで取り上げた例は東京の中央気象台の観測をベースにしています。

太陽の輻射エネルギー

　前のページに示したように地軸に傾きがあるため四季が生じ、夏は日照時間が長く冬は短くなることは特に説明する必要もないでしょう。

　夏は太陽高度が高いため日射量が大きくなリます。平面に対する太陽光の入射角と日射量の関係を簡単に表すと次の図のような説明ができます。

　単位面積の光速が角θで入射するとき1/sinθの面積を照らします。
　すなわち元の光速の輻射量はsinθ倍に弱められます。また、大気の厚さをＬとすると角θで入射する光は大気圏をL/sinθの距離で通過することになるので途中反射・吸収されるエネルギーも距離が伸びる分だけ大きくなります。



日射量観測データ
　2004年の気象観測データから太陽からの輻射エネルギー(東京)を図に直しました。

　一年分を一枚に纏めたので細かいところは非常に読み難くなりました。大まかな傾向を読み取ってください。
　この図は時間あたりの日射量を纏めたもので毎日の日射の間に日射のない夜がありますが潰れて連続して見えるところがあります。
　図は大きくサインカーブを描いています。部分的にかけているのは雨天や曇りで日照が遮られていたことを示しています。


　上の図は見難いので四半期ごとに分割拡大した図を示しておきます。


2004年１〜３月


2004年４〜６月


2004年７〜９月


2004年10〜12月

　中でも太陽高度が高く雲がなければ輻射量の最も多い梅雨前後の日射量を取り出して比較してみましょう。

　梅雨入り前後の日射量


梅雨明け前後の日射量


　春・秋分、冬至、夏至、及び数日間の平均値で最高・最低気温を記録することの多い、７月第３週と１月第３週について、前後１週間の時間ごとの日射量の平均値と最大値をグラフにしました。
　平均値のグラフでは日射量を示す線に囲まれた面積が一日の日射エネルギーの大きさを示します。また、最大値のグラフでは１週間のうち比較的雲が少なかったときの日射量を示しています。




　春分と秋分の太陽上昇する角度は同じですが日射量は春分のほうが大きくなっています。秋分のほうが雲が多く地上に届くエネルギーが少ないのでしょう。

　梅雨の最中の夏至と最高気温を記録する７月第３週を比べると平均的な日射量は７月のほうが遥かに大きくなりますが、最大値のグラフから天気の良い日には真夏と同様な日射があることが判ります。
　もし梅雨がなければ日本の夏はもう１ヶ月長くなるのかもしれません。
　真夏の午後３時から５時に掛けて日射量が少ない時間帯があります。夕立を呼ぶ入道雲の影響でしょうか？

　秋分−冬至−１月第３週の平均日射量は大きな変化はありません。
日射量と温度差

　１年間の毎日の日射量と一日の最高最低気温の温度差を散布図にしたものが次の図です。



　この図の中で11月の温度差は日射量と綺麗に一次関数の関係を示しています。11月のほか６〜８月も比較的相関関係がはっきりしています。
  冬に比べて夏のほうが大きな日射量を受けても温度の上昇が小さい(近似直線の傾きが緩やか)な傾向があります。温度が高いほど放射するエネルギーも大きくなることの現われでしょう。
　２月のデータが大きくばらつくのは気温が季節風の影響を受けるためと思われます。。


日射量と最高気温

　日射量と最高気温をプロットしました。。

　月別に見ると、ｙ＝ａｘ＋ｂ
の式で気温の高い月ほどｂの値が大きくなる傾向が読み取れると思いますが、2月のようにほぼ15MJの日射を受けながら気温が8℃〜20℃に分散するケースも見られます。



　　　　　　　　　　　　　　　

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