最新太陽光発電の解説

加熱された地表面から放射されるエネルギーは、波長が10度の電磁波である（遠）赤外線であり、それは大気中の水蒸気窟や二酸化炭素によって強い吸収を受ける。
このため、地表面から赤外線として放出されたエネルギーは直接宇宙空間に流出することはない。 赤外線を吸収する水蒸気や二酸化炭素は、同時に、その温度に応じた強さの熱放射を行う。
そこで、地表面から射出された赤外線エネルギーは、大気中の水蒸気や二酸化炭素による吸収・放射をくり返した上、最終的に密度の薄くなった大気上層部から宇宙空間に向けて放射されることになる。 大きく見れば、大気層は、日射は容易に透過させるが、地表面からの熱放射の流出を妨げる。
このため日射により地表面に与えられたエネルギーは地表面近くにたまり、大気上層より高温となる。 また、この地表温度は、同じ日射を受けて大気層がなかった場合の温度よりも高くなっている。
大気層（すなわち、その中にある水蒸気や二酸化炭素）によるこの効果は「温室効果」と呼ばれている。 地球に平均として入射するうち約30％にあたる105は歳や地表面で反射されるので、地球が受け取るエネルギーは2217Ｗである。

これと同量の赤外線が地球から宇宙空間に向けて放散されているが、これは地表よりも気温の低い大気上層から放出されたものである。 地表大気と地表面のエネルギー収支(エネルギーの流れを太陽からの光<近赤外光を含む）、地表面および大気からの赤外線熱放射、地表面一大気間の対流に分け、それぞれを表す。
温室効果ガスの増加による対流圏気温上昇の仕組みを模式的に、大気下層では、地表面から対流によって上方にエネルギーが運ばれている。 このとき、気温分布は対流によって支配され、上に行くほど低くなっている。
この状態で温室効果ガスの濃度を少し増加させたとする。 すると、熱放射を妨げる効果は大きくなり、宇宙空間に向けて最終的に熱が放射される高度（有効放射高度）は、密度の薄い上空にシフトするが、そこは気温が低いので、宇宙空間へ向けての熱放射は減少する。

大気中にわずか1％ほど含まれている水蒸気と、0・03％の濃度の二酸化炭素が、温室効果によって地表の温度を213℃も高めているのである。
当然、二酸化炭素の量が増えれば地表の気温はでの熱放射は390Ｗであり、これは、先の地球から最終的に放射される量、2217Ｗにくらべると153Ｗも大きい。 大気層の温室効果のおかげで、これだけ余分の放熱が可能なほど、地表面温度が高くなっているのである。



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