太陽変動と太陽定数

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太陽変動と太陽定数の違い

太陽変動 vs. 太陽定数

ここ30年の太陽変動の様子 太陽変動（たいようへんどう、太陽活動変動、太陽活動変調、solar variation）とは、太陽からの放射量の変化を指す。 これら変動はいくつかの周期単位が存在する。最も基礎的なものとして、11年の太陽活動周期 (黒点周期) があり、典型的な非周期的変動である。 太陽活動は、ここ最近の10年間は衛星観測から、それ以前は「間接的」な変動因子から計測されていた。気候学者たちは、何らかの太陽活動変化特に地球に影響を与える変動因子を解明することに関心を寄せており、地球の気候変化に影響する太陽活動変化を「太陽の放射強制力」と呼ぶ。 全太陽放射照度 (TSI) の変動計測は、衛星観測時代以前には、計測閾値以下の変動にとどまっていたが、現在では紫外線領域の数パーセント程度の小さな変動を捕らえている。太陽全放射は、現在 (最近の11年周期・第23期) において、約0.1パーセントまたは約1.3W/m2の極大-極小変動幅を記録している。 地球大気圏の外表面で太陽放射を受け取る量の変化は、平均値1.366ワット毎平方メートル (W/m2) に比してごく僅かである。 長期間の直接計測による変化記録 (衛星観測) は存在しない。また代理変数として解釈可能な変化も近年の議論の結果、現在から2000年前まで0.1パーセント前後の幅でしかないことが判明したものの、その一方で、他の痕跡により1675年から2000年までに放射照度が0.2パーセント増加したという。太陽の活動変化と火山活動が組み合わさる効果は、マウンダー極小期のように気候変動に顕著な影響を及ぼす。 2006年、太陽活動に関する研究と、現存する研究書と出版物のレビューがネイチャーに掲載された。この報告書は「1970年代の半ばから、太陽の輝度について純増が見られず、太陽の熱出力の変化が過去400年に渡って地球温暖化に対する影響を殆ど与えていない」というものであった。しかしながら、同じ報告書の著者たちは「太陽の輝度を別にしては、宇宙線や太陽紫外線の与える気候への微妙な影響を語ることは出来ない。研究者たちにとって、これらの影響については、物理モデルの開発が未だ貧弱なために、確証を得るには至っていない。」と述べている。. 衛星観測された1979年から2005年にかけての太陽定数の周期変化。 太陽定数（たいようていすう）とは、地球大気表面の単位面積に垂直に入射する太陽の仕事率（単位時間当たりのエネルギー量）のことであり、約1366W/m2に当たる。右図は人工衛星を使って観測した太陽定数の時間的な変化のデータで、周期的に変化しているが、その変化量は0.1%程度であり定数として扱われてきた。太陽の放出するエネルギーの指標であり、太陽黒点の活動の変化などでも太陽定数は変化する。太陽定数は周期的にわずかに変動している。ただしその変動の大きさは0.1%程度であり、平均気温への影響量も0.1℃程度と見られている。ただし、46億年前の太陽系及び地球誕生時には太陽の放射仕事率は現在の70%程度だったと考えられており、数億年単位の長期的には太陽定数は徐々に増大してきた。.

太陽

太陽（たいよう、Sun、Sol）は、銀河系（天の川銀河）の恒星の一つである。人類が住む地球を含む太陽系の物理的中心尾崎、第2章太陽と太陽系、pp. 9–10であり、太陽系の全質量の99.86%を占め、太陽系の全天体に重力の影響を与えるニュートン (別2009)、2章 太陽と地球、そして月、pp. 30–31 太陽とは何か。 太陽は属している銀河系の中ではありふれた主系列星の一つで、スペクトル型はG2V（金色）である。推測年齢は約46億年で、中心部に存在する水素の50%程度を熱核融合で使用し、主系列星として存在できる期間の半分を経過しているものと考えられている尾崎、第2章太陽と太陽系、2.1太陽 2.1.1太陽の概観 pp. 10–11。 また、太陽が太陽系の中心の恒星であることから、任意の惑星系の中心の恒星を比喩的に「太陽」と呼ぶことがある。.

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太陽黒点

2004年に現れた太陽黒点 太陽黒点（たいようこくてん、sunspot）とは、太陽表面を観測した時に黒い点のように見える部分のこと。単に黒点とも呼ぶ。実際には完全な黒ではなく、この部分も光を放っているが、周囲よりも弱い光なので黒く見える。太陽黒点は、約9.5年から12年ほどの周期で増減を繰り返している。 黒点が暗いのは、その温度が約4,000℃と普通の太陽表面（光球）温度（約6,000℃）に比べて低いためである。発生原因は太陽の磁場であると考えられている。 黒点は太陽の自転とともに東から西へ移動する。大きな黒点群の中には太陽の裏側を回って再び地球から見える側に出てきても消えていない、1ヶ月ほど存在する寿命の長いものがある。（太陽の東西という言葉は地球から観測した場合の地球上での方位を指す。その天体に立った場合の方位ではない）.

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地球の大気

上空から見た地球の大気の層と雲 国際宇宙ステーション(ISS)から見た日没時の地球の大気。対流圏は夕焼けのため黄色やオレンジ色に見えるが、高度とともに青色に近くなり、さらに上では黒色に近くなっていく。 MODISで可視化した地球と大気の衛星映像 大気の各層の模式図（縮尺は正しくない） 地球の大気（ちきゅうのたいき、）とは、地球の表面を層状に覆っている気体のことYahoo! Japan辞書（大辞泉） 。地球科学の諸分野で「地表を覆う気体」としての大気を扱う場合は「大気」と呼ぶが、一般的に「身近に存在する大気」や「一定量の大気のまとまり」等としての大気を扱う場合は「空気()」と呼ぶ。 大気が存在する範囲を大気圏（たいきけん）Yahoo! Japan辞書（大辞泉） 、その外側を宇宙空間という。大気圏と宇宙空間との境界は、何を基準に考えるかによって幅があるが、便宜的に地表から概ね500km以下が地球大気圏であるとされる。.

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地球温暖化

1940年–1980年の平均値に対する1999年から2008年の地表面の平均気温の変化 1990年–2010 年9月22日年の平均値に対する2070年から2100年の地表面の平均気温変化量の予測 地球温暖化（ちきゅうおんだんか、Global warming）とは、気候変動の一部で、地球表面の大気や海洋の平均温度が長期的に上昇する現象である。最近のものは、温室効果ガスなどの人為的要因や、太陽エネルギーの変化などの環境的要因によるものであるといわれている。単に「温暖化」とも言われている。.

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チャールズ・アボット

チャールズ・グリーリー・アボット（Charles Greeley Abbot、1872年5月31日 - 1973年12月17日）は、アメリカ合衆国の天文学者である。太陽放射の研究を行い、太陽定数の測定精度を高めた。スミソニアン協会の第5代会長を務めた。 ニューハンプシャー州のウィルトンに生まれた。マサチューセッツ工科大学で物理化学を学んだ後、天文学の経験はなかったが実験の技術をかわれ1895年にサミュエル・ラングレーの助手となった。ラングレーが航空の分野で活動を始めると太陽観測の責任者となり、1906年にラングレーが没するとスミソニアン天文台の所長となり、チャールズ・ウォルコットが没した1928年から1944年までスミソニアン協会の会長を務めた。 会長時代にはライト兄弟の弟オーヴィル・ライトと面談し、ライトフライヤー号をアメリカに戻すよう要請した。その後オーヴィルは要請を受け入れ、1948年12月17日にワシントン国立博物館でライトフライヤー号の展示が始められた。 太陽放射の研究を行い、1909年に放射計を開発し太陽定数の測定精度を高めた。 1910年にヘンリー・ドレイパー・メダル、1915年に米国芸術科学アカデミーからランフォード賞を受賞した。.

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サミュエル・ラングレー

ミュエル・P・ラングレー カタパルトから打ち出されたエアロドローム サミュエル・ラングレー（Samuel Langley、1834年8月22日 – 1906年2月27日）は、アメリカの天文学者、発明家で航空の先駆者の一人。スミソニアン博物館の3代目の事務局長でスミソニアン天体物理観測所の設立者であった。1903年に2回の飛行試験を試みたが成功しなかった。ボロメータの発明者でもある。ボストン・ラテン・スクールを卒業後、ハーバード大学天文台で助手を務め、海軍兵学校で数学の教鞭を取った。1867年、アレゲニィ天文台の所長に就任して、西ペンシルベニア大学(現ピッツバーグ大学)の天文学教授に就任した。1891年まで勤め、その間、1887年、3代目のスミソニアン博物館の館長に就任した。ラングレーはスミソニアン天体物理観測所の開設者でもあった。 1886年、太陽物理における業績を称えてヘンリー・ドレイパー・メダルを全米科学アカデミーより授与される。同じく1886年にランフォード・メダルを受賞している。1890年に出版されたピッツバーグのアレゲニィ天文台でのフランク・ワシントン・ヴェリーとの赤外線の共同観測における著作はスヴァンテ・アレニウスによって初の温室効果の計算に使用された。 ラングレーの飛行機の実験はゴム動力の模型とグライダーから始められた。回転装置を作って翼の研究を行った。軍から5万ドルの予算を得て有人飛行機の製作を試みた。1896年試作した無人の動力付の模型は2km以上を飛行した。有人飛行実験は、危険を小さくするためにポトマック川の水上で行なうことにした。1903年10月7日と12月8日の実験はカタパルトから射出する方法で行われたが、2回とも成功しなかった。技術的にはライト兄弟のもの（12馬力）より、重量あたりの出力の大きいエンジン（52馬力）を搭載していた。このエンジンはシリンダーを放射状に5本配置したもので、航空機用星型エンジンのはじまりとなった。2枚の主翼を前後に配置したタンデム翼の機体でピッチとヨーの制御はできたがロールの制御はできなかった。2回目の飛行ではカタパルトから打ち出された機体は反転して川に墜落した。機体の名前はエアロドロームという。 ライト兄弟がライトフライヤー号で初飛行に成功したのはそれから間もない1903年12月17日のことであった。しかし、直前のラングレーのこの失敗のため、兄弟の初飛行のニュースは報道機関から疑問視されてほぼ黙殺されてしまった。 1914年にライト兄弟と飛行機の特許で争っていたグレン・カーチスによってラングレーの飛行機が復元され、飛行したが裁判所はライト兄弟の特許を認めた。なお、この復元機は大幅な改良がなされていたことが後に発覚している。 ちなみにライト兄弟は飛行機の研究を進めていたときに、何度かラングレーに手紙を書いて教えを請うてもいる。.

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