地球のエネルギー収支（熱収支）に関する問題解説と正しい選択肢の選び方

地球のエネルギー収支に関する問題は、地球の熱収支や気候変動の理解を深めるために重要です。この問題では、太陽放射や地球のエネルギーの吸収・放出に関する知識が問われます。この記事では、問題文を解説しながら最も妥当な記述を選ぶ方法を解説します。

エネルギー収支と太陽放射の基本概念

地球のエネルギー収支とは、地球が受け取るエネルギーと、宇宙空間に放射するエネルギーのバランスを指します。太陽からのエネルギー、いわゆる「太陽放射」は、地球にとって非常に重要な役割を果たします。これを受けて、地球はエネルギーを吸収し、その一部を放射しています。

太陽放射は主に紫外線や可視光線の形で地球に届きますが、地球から放出される放射エネルギーは主に赤外線です。これらの相互作用が、地球の熱収支に大きな影響を与えます。

それぞれの選択肢について見ていきましょう。

この記述は不正確です。太陽放射のピークエネルギーは、赤外線ではなく可視光線にあります。太陽からの放射エネルギーは、可視光線や紫外線が主で、赤外線は地球から放射されるエネルギーの形態です。

この記述も不正確です。太陽放射エネルギーの計算には、地球の受ける太陽放射量を「太陽定数」と地球の「受光面積」に基づいて計算します。地球の表面積を掛けるのではなく、受ける光の面積に注目する必要があります。

この選択肢は不正確です。地球は吸収したエネルギーと同じ量を放射し、エネルギーのバランスを保っています。もし吸収するエネルギーが放射するエネルギーより多ければ、地球の気温は上昇し、逆に放射エネルギーが多ければ気温は低下します。

この記述は誤りです。実際にはメタンも温室効果ガスであり、赤外線を吸収します。水蒸気、二酸化炭素、メタンはいずれも赤外線を吸収するため、温室効果に寄与します。

この選択肢が正しいです。温室効果ガスは、地球表面から放射されたエネルギーを吸収して再放射し、地球の平均温度を高く保っています。温室効果ガスがなければ、地球表面の温度は氷点下に下がると考えられています。

したがって、最も妥当な選択肢は「5」です。温室効果ガスがなければ、地球の平均温度は現在の約15℃ではなく、氷点下に近づいてしまうという事実が示されています。

地球のエネルギー収支に関する理解は、気候変動や地球環境の理解において非常に重要です。問題を解く際には、各選択肢の科学的な根拠を確認し、最も妥当な選択肢を選ぶことが大切です。温室効果ガスがもたらす影響を理解することが、地球環境の保護に繋がります。