東京工科大学　工学部　応用化学科　ブログ

　以前の記事で（その１、その２）地球の温度が太陽からやってくるエネルギーと宇宙に出て行くエネルギーのバランスで決まっていることを紹介しました。温暖化は人間活動が原因となって宇宙にエネルギ－が出て行きにくくなって起こる問題で、いままでの温暖化対策ではこの変化をいかに小さくするか、に注目していました。

　でも、バランスを決めているのは出て行く部分だけでなく、やってくる部分の影響も大きいはず。というわけで太陽から地球にやってくるエネルギーを小さくする、と考えてみたらどうでしょうか。

　太陽から地球にやってくるエネルギーは（太陽に真向かいの面積を基準として）1367 Wm ^-2です。半径が地球の公転軌道の半径（1.5億km。地球の公転軌道は本当は楕円なので年間では多少変動します。）というか太陽と地球との距離と一致する巨大な球殻を考えると、その内面にやってくるエネルギーは太陽の放出する全エネルギーに等しいはず。その値を Q[W] とすると

Q = 4πr²S

となります。ここで r 地球の公転軌道の半径、Sは太陽定数です。実際に計算すると

４×3.14×（1.5×10¹¹m) ² × 1367 Wm ^-2 = 3.86×10²⁶W

です。

　さて、このQは（多少の変動はあるにしても）一定だと考えられるので最初の式は r と S 、つまり地球に軌道半径と太陽定数の関係を与えているとも考えられます。

S = Q /(4πr²)

つまり太陽定数 S は地球と太陽の間の距離 r の２乗に反比例しているわけですね。

　地球の軌道半径 r が Δr だけ変化すると太陽定数はどの程度変化するのでしょうか。-2乗に比例するので Δr が r に比べて充分に小さい場合太陽定数の変化 ΔS は

( ΔS/S ) ≒ -2 (Δr/r )

となります。