なぜ北極や南極は寒いのか?

北極や南極はなぜ寒いのか?

沖縄が暖かくて北海道が寒いのはなぜなのか?

それは、地球の形が関係します。

太陽から受け取る熱(エネルギー)に差があるからなのです。

図を交えて考えてゆきましょう。

そもそも気温はどうやって高くなるか?

生徒
太陽が暖めてるからでしょ?
たぬぬ
それだけでは、正解とは言えませんね。『何を』暖めるのですか?
生徒
ええと…空気?

空気の暖まる仕組みについて、一番多い勘違いが『太陽が空気を暖めている』というものです。

太陽から来るエネルギーは空気を暖めません。暖めているのは『大地』『水』です。

この暖められた大地や水から熱が『放射』して空気が暖まるのです。

これは、電子レンジの仕組みに似ています。

電子レンジで食べ物を80℃に暖めたとしましょう。

食べ物やお皿は熱くて触れないこともあるでしょうが、電子レンジ内へは手を入れられますね。

これは電子レンジが空気を暖めていない証拠です。

しかし、ちょっとだけ電子レンジ内は暖かくなっていますね。

これは、暖められた食べ物などから熱が『放射』して空気が暖められたからです。

極付近が寒い理由

気温の高くなる仕組みはわかったでしょうか?

太陽からの『エネルギー』は空気ではなく大地を暖めるのです。

この太陽から受けるエネルギーは、一定の面積当たりで比べると『緯度』によって違ってきます。

図を使って確認してみましょう。

太陽の光は地球に平行に入る

太陽の直径は地球の直径の約109倍です。

生徒
こうやってみると太陽って本当に大きいんだね。
たぬぬ
「太陽からの光は平行になる」と理科の教科書にも書かれていますね。
生徒
『エネルギー』はどうなるの?
たぬぬ
同じく平行に来るので、どこで計測しても同じ値が出ると考えてよいでしょう。

あまりにも太陽の方が大きいので、太陽からのエネルギー量は地球に一定に降り注ぐと考えます。

地表で太陽のエネルギーを受け取る

太陽からのエネルギーは均等に地球に届く。

では受け取る側の地球ではどのようなことが起こっているのか。

太陽からの面積あたりのエネルギーを100として考えてみましょう。

この図だと、赤道付近では狭い範囲で100のエネルギー受け取っています。

しかし、極付近では広い範囲に100のエネルギーが分散していますね?

極付近では単位面積あたりで受け取ることの出来るエネルギーが少なくなることがわかります。

上の図でいうと、赤道直下の範囲Aでは100のエネルギーで地面を暖めていますが、極付近の範囲Bでは『50』のエネルギーでしか地面を暖められていません。

これにより範囲Bの熱放射は範囲Aよりも少なくなり、結果、気温が低くなります。

さいごに

今回は特に北極南極などの極付近で考えましたが、同じ考え方で沖縄が暖かく北海道が寒い理由が説明できます。

気候については、理科の知識で大まかに極付近に近づくと気温が下がることを理解しておいてください。

あとは地形や海流など社会の知識で細かい地域の気候を考えると、より分かりやすくなるでしょう。

かなな先生
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人物イラスト提供:アイキャッチャー様

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