地球のエネルギー収支と気候の資料を照合する
太陽放射、反射、赤外放射、熱の蓄積と観測範囲を扱う14問と六つの記述課題です。
学年・内容の目安 高校「地学基礎」。授業の復習や教材の準備に使えます。公開教材の利用条件を確認し、年少の生徒には講師が紙の教材を用意します。
学習内容や既習事項に合わせて使う独自の練習です。文部科学省の認定教材や、教科書・入試の全範囲を網羅する教材ではありません。
高校地学基礎(1)ア(ウ)㋐「地球の熱収支」に対応します。温度記録と照らし合わせる補助資料を含みます。
解説を読む
地球は太陽からエネルギーを受け取り、地球放射（赤外放射）などの形で宇宙へエネルギーを出します。数字の例を使い、出入りの差が何を表すかと、気温の記録とは何が違うかを考えます。
必要な予備知識
差の計算、正負の数、平均の範囲を読めること。
- 大気の上端で地球全体を見ると、入射した太陽放射の一部は反射して宇宙に戻り、残りが地球に吸収されます。
- 吸収した量から宇宙に出ていく赤外放射を引いた差が、モデルでの正味のエネルギーの出入りです。正なら、地球側のエネルギーが増えます。
- 大気の一部の気体や雲は赤外放射を吸収し、さまざまな方向へ再び放射します。これは、地表や宇宙へ移るエネルギーに関係します。
- 地球全体の長期間のエネルギー収支と、特定の地点の短期間の気温は別の量です。比べる範囲や期間を確かめます。
解き方の例
同じ面積でならした入射が340、反射が100、宇宙へ出る赤外放射が240 W/m²なら、340−100−240＝0 W/m²です。
よくある間違い
- 反射した太陽放射を、地球が吸収した量に足す。
- 地表で出た赤外放射と、宇宙に出た赤外放射を同じ値にする。
- ある地点の一日の気温から、地球全体の放射収支を決める。
観察と考え方を講師と確かめる
計算に使う境界と量を示し、正味の差と気候資料が表す範囲を分けて説明します。
数値は学習用の架空の値です。実際の地球の収支や特定地域の気温変化を示しません。
文部科学省：高等学校学習指導要領解説 理科編 · 気象庁・文部科学省：日本の気候変動2025 第2章 · 気象庁：日射・赤外放射
読む文章・資料
正味が正になる収支
資料Aでは、地球全体・同じ期間の大気上端の平均を考えます。入射340 W/m²のうち102 W/m²が反射し、235 W/m²が赤外放射として宇宙に出ました。ほかの出入りは無視します。
入る量と出る量がつり合う例
資料Bでは、入射が340 W/m²、反射が100 W/m²、宇宙へ出た赤外放射が240 W/m²です。全て同じ境界と期間で比べます。
赤外放射の行き先
資料Cでは、地表から上へ出た赤外放射の一部が大気に吸収されました。大気は再び赤外放射を出し、上向きと下向きの両方が観測されました。
反射が増えたときの比較
資料Dでは、入射340 W/m²、宇宙へ出る赤外放射240 W/m²を固定した簡略モデルを使います。反射は最初100 W/m²、次に110 W/m²と設定しました。
ある地点の一日の観測
資料Eでは、地点Pで一日だけ気温が下がりました。地球全体の同じ日の入射、反射、赤外放射の記録はありません。
場所と期間のそろわない値
資料Fには、地球全体の年間平均の入射と、地点Qの夏の昼に地表で測った赤外放射があります。大気上端で宇宙へ出る赤外放射の年間平均はありません。
正味の差とその後の温度
資料Gの簡略モデルでは、一定の期間に地球が吸収する量が宇宙へ放出する量より大きくなりました。正味の差以外に、海・陸・大気がそれぞれ受け取った量や各地点の気温は与えられていません。
練習する
選択問題では答えを一つ選び、数値問題では指定された単位で数だけを入力します。観察の根拠や途中の計算は、記述課題で講師と確認します。
入力した答えは、ページを再読み込みするか離れるまで、このページのメモリ上に保持されます。保存済みの下書き、アカウントの成績、自動の宿題提出は作成されません。
自分の答えと記述
確認問題・資料・講師と使う課題
資料：正味が正になる収支
資料Aで、入射のうち地球に吸収されたのは何 W/m² ですか。
答えと解説
238
340−102＝238 W/m²です。
資料：正味が正になる収支
資料Aの正味のエネルギーの増加は何 W/m² ですか。
答えと解説
3
238−235＝3 W/m²です。
資料：入る量と出る量がつり合う例
資料Bの正味のエネルギー収支はどれですか。
- 入る方が大きい。
- 出る方が大きい。
- 入る分と出る分が等しい。
答えと解説
入る分と出る分が等しい。
340−100−240＝0 W/m²です。
資料：入る量と出る量がつり合う例
資料Bで地球が吸収した太陽放射は何と等しいですか。
- 宇宙に出る赤外放射。
- 反射した太陽放射。
- 最初に入射した太陽放射。
答えと解説
宇宙に出る赤外放射。
吸収は340−100＝240 W/m²で、出る赤外放射と等しいです。
資料：赤外放射の行き先
資料Cで地表から上に出た赤外放射の一部はどこで吸収されましたか。
- 宇宙の外にある太陽の表面。
- 地球の大気。
- 地面より下にある岩石。
答えと解説
地球の大気。
地表から上へ出た赤外放射の一部を大気が吸収しました。
資料：赤外放射の行き先
資料Cで大気が再び出した赤外放射の向きはどれですか。
- 上向きはあり、下向きは観測されない。
- 下向きはあり、上向きは観測されない。
- 上向きと下向きの両方。
答えと解説
上向きと下向きの両方。
大気からの放射は上にも下にもあります。
資料：反射が増えたときの比較
資料Dで反射が110 W/m²のとき、吸収は何 W/m² ですか。
答えと解説
230
340−110＝230 W/m²です。
資料：反射が増えたときの比較
資料Dの反射が110 W/m²のときの正味の差はどれですか。
- 放出が吸収より10 W/m²大きい。
- 吸収が放出より10 W/m²大きい。
- 吸収と放出の間に差はない。
答えと解説
放出が吸収より10 W/m²大きい。
吸収230 W/m²に対し赤外放射で240 W/m²が出ます。
資料：ある地点の一日の観測
資料Eから直接分かるのはどれですか。
- 地球全体のその日のエネルギーは減った。
- 地点Pでその日の気温が下がった。
- 太陽からの入射が地球全体で減った。
答えと解説
地点Pでその日の気温が下がった。
測ったのは地点Pの気温だけです。
資料：ある地点の一日の観測
資料Eで地球全体の収支を判断するには何が必要ですか。
- Pと同じ地点の、その年で最も低い気温。
- Pの気温について、前の週と比べた変化の大きさ。
- 対応する期間の地球全体の入射・反射・赤外放射。
答えと解説
対応する期間の地球全体の入射・反射・赤外放射。
地球全体の収支には同じ範囲の放射の記録が必要です。
資料：場所と期間のそろわない値
資料Fで二つの値を直接引き算できない理由はどれですか。
- 対象の範囲、期間、測る境界がそろわない。
- 二つとも同じ境界で年間平均を取っている。
- どちらも同じ地点の地表の値を示している。
答えと解説
対象の範囲、期間、測る境界がそろわない。
全球・年間・大気上端の値と、一地点・夏の昼・地表の値は異なります。
資料：場所と期間のそろわない値
資料Fの入射と対応する赤外放射はどれですか。
- Qの別の日の地表から出た赤外放射。
- 全球の大気上端から宇宙へ出る同じ年の平均赤外放射。
- Qの夏の昼に地表が吸収した太陽放射。
答えと解説
全球の大気上端から宇宙へ出る同じ年の平均赤外放射。
同じ範囲と期間で、大気上端を出ていく赤外放射を用います。
資料：正味の差とその後の温度
資料Gで地球全体のエネルギーについて言えることはどれですか。
- 正味では地球側からエネルギーが減った。
- 正味では地球側のエネルギーは変わらなかった。
- 正味では地球側にエネルギーが加わった。
答えと解説
正味では地球側にエネルギーが加わった。
吸収が宇宙への放出より多いので、正味の差は正です。
資料：正味の差とその後の温度
資料Gだけから直接は分からないことはどれですか。
- 特定の地点で気温が何度変わったか。
- モデルで吸収が放出より大きいか。
- 地球全体の正味の差が正か負か。
答えと解説
特定の地点で気温が何度変わったか。
正味の差から個々の地点の気温の変化は決まりません。
観察と考え方を講師と確かめる
資料：正味が正になる収支
資料Aで地球が吸収した量と、正味のエネルギーの差を計算しましょう。
答えと解説
340−102＝238 W/m²が吸収されます。235 W/m²が出るので、238−235＝3 W/m²が地球側に残る計算です。
反射と赤外放射を、入射から別々に引きます。
- 入射から反射を引いて238 W/m²と示す。
- 赤外放射を引き、正味が＋3 W/m²と示す。
資料：入る量と出る量がつり合う例
資料Bで正味の出入りがつり合うことを、反射と赤外放射の数を使って説明しましょう。
答えと解説
340 W/m²のうち100 W/m²は反射するので、吸収は240 W/m²です。赤外放射で出る量も240 W/m²なので、正味は0です。
入射全部が地球に残るわけではないことを確かめます。
- 反射を引き、吸収240 W/m²を求める。
- 同じ量が赤外放射で出るので差が0と示す。
資料：赤外放射の行き先
資料Cで地表から出た赤外放射の一部がどこへ行き、その後どちらへ放射されるか示しましょう。
答えと解説
地表から上に出た一部は大気に吸収されます。大気からは宇宙側へも地表側へも赤外放射が出ます。
最初に出した場所と、再び放射する場所を分けます。
- 地表から出た赤外放射の一部を大気が吸収すると示す。
- 大気から上向きと下向きに放射が出ると示す。
資料：反射が増えたときの比較
資料Dで反射を変えた前後の吸収を比べ、正味の差がどう変わったか示しましょう。
答えと解説
最初の吸収は240 W/m²、次は230 W/m²です。宇宙に出る赤外放射は240 W/m²のままなので、正味の差は0から−10 W/m²になりました。
変えたのは反射で、入射と赤外放射は固定です。
- 吸収が240から230 W/m²へ変わると示す。
- 放出一定の条件で差が0から−10 W/m²になると示す。
資料：ある地点の一日の観測
資料Eで分かったことを示し、地球全体の収支を決められない理由を書きましょう。
答えと解説
地点Pで一日の気温が下がりました。これは局所の気温なので、地球全体の入射・反射・赤外放射の差は、対応する放射の記録を用いないと分かりません。
気温の観測と、放射の出入りの量を区別します。
- Pの一日の気温の低下を観測結果として示す。
- 地球全体の放射の出入りには別の範囲・種類の記録が必要と示す。
資料：正味の差とその後の温度
資料Gで正味のエネルギーの向きを示し、各地点の気温がまだ決まらない理由を説明しましょう。
答えと解説
吸収が宇宙への放出より大きいので、地球側に正味でエネルギーが加わります。どこにどれだけ分かれたかが不明なので、各地点の気温の変化はこの資料では決まりません。
全体の量が増えることと、その場所ごとの変化を分けます。
- 差が正で地球側にエネルギーが増えると示す。
- エネルギーの分かれ方や地域の情報がなく、各地点の気温は決まらないと示す。
ワークシート
学習内容と参考資料
授業・宿題・次の記録につなげる
観察や測定の結果をもとに、生徒が何を根拠に考えたかを一緒に確かめましょう。印刷する場合は、生徒用には解答を付けず、講師用には解答と記述課題の評価の目安を付けます。年少の生徒には講師が紙の教材を用意します。生徒用のログインを使う場合は、利用条件と同意の手順を確認してください。
講師の方へ
教材にリンクを保存し、必要なときに生徒と共有できます。
この練習問題を保存ワークシート: 地球のエネルギー収支と気候の資料を照合する
MomentDesk · https://momentdesk.com/ja/practice/compare-earth-energy-budget-and-climate-evidence/
計算に使う境界と量を示し、正味の差と気候資料が表す範囲を分けて説明します。
文部科学省：高等学校学習指導要領解説 理科編 · 気象庁・文部科学省：日本の気候変動2025 第2章 · 気象庁：日射・赤外放射
読む文章・資料
正味が正になる収支
資料Aでは、地球全体・同じ期間の大気上端の平均を考えます。入射340 W/m²のうち102 W/m²が反射し、235 W/m²が赤外放射として宇宙に出ました。ほかの出入りは無視します。
入る量と出る量がつり合う例
資料Bでは、入射が340 W/m²、反射が100 W/m²、宇宙へ出た赤外放射が240 W/m²です。全て同じ境界と期間で比べます。
赤外放射の行き先
資料Cでは、地表から上へ出た赤外放射の一部が大気に吸収されました。大気は再び赤外放射を出し、上向きと下向きの両方が観測されました。
反射が増えたときの比較
資料Dでは、入射340 W/m²、宇宙へ出る赤外放射240 W/m²を固定した簡略モデルを使います。反射は最初100 W/m²、次に110 W/m²と設定しました。
ある地点の一日の観測
資料Eでは、地点Pで一日だけ気温が下がりました。地球全体の同じ日の入射、反射、赤外放射の記録はありません。
場所と期間のそろわない値
資料Fには、地球全体の年間平均の入射と、地点Qの夏の昼に地表で測った赤外放射があります。大気上端で宇宙へ出る赤外放射の年間平均はありません。
正味の差とその後の温度
資料Gの簡略モデルでは、一定の期間に地球が吸収する量が宇宙へ放出する量より大きくなりました。正味の差以外に、海・陸・大気がそれぞれ受け取った量や各地点の気温は与えられていません。
資料：正味が正になる収支
資料Aで、入射のうち地球に吸収されたのは何 W/m² ですか。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：正味が正になる収支
資料Aの正味のエネルギーの増加は何 W/m² ですか。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：入る量と出る量がつり合う例
資料Bの正味のエネルギー収支はどれですか。
- 入る方が大きい。
- 出る方が大きい。
- 入る分と出る分が等しい。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：入る量と出る量がつり合う例
資料Bで地球が吸収した太陽放射は何と等しいですか。
- 宇宙に出る赤外放射。
- 反射した太陽放射。
- 最初に入射した太陽放射。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：赤外放射の行き先
資料Cで地表から上に出た赤外放射の一部はどこで吸収されましたか。
- 宇宙の外にある太陽の表面。
- 地球の大気。
- 地面より下にある岩石。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：赤外放射の行き先
資料Cで大気が再び出した赤外放射の向きはどれですか。
- 上向きはあり、下向きは観測されない。
- 下向きはあり、上向きは観測されない。
- 上向きと下向きの両方。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：反射が増えたときの比較
資料Dで反射が110 W/m²のとき、吸収は何 W/m² ですか。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：反射が増えたときの比較
資料Dの反射が110 W/m²のときの正味の差はどれですか。
- 放出が吸収より10 W/m²大きい。
- 吸収が放出より10 W/m²大きい。
- 吸収と放出の間に差はない。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：ある地点の一日の観測
資料Eから直接分かるのはどれですか。
- 地球全体のその日のエネルギーは減った。
- 地点Pでその日の気温が下がった。
- 太陽からの入射が地球全体で減った。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：ある地点の一日の観測
資料Eで地球全体の収支を判断するには何が必要ですか。
- Pと同じ地点の、その年で最も低い気温。
- Pの気温について、前の週と比べた変化の大きさ。
- 対応する期間の地球全体の入射・反射・赤外放射。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：場所と期間のそろわない値
資料Fで二つの値を直接引き算できない理由はどれですか。
- 対象の範囲、期間、測る境界がそろわない。
- 二つとも同じ境界で年間平均を取っている。
- どちらも同じ地点の地表の値を示している。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：場所と期間のそろわない値
資料Fの入射と対応する赤外放射はどれですか。
- Qの別の日の地表から出た赤外放射。
- 全球の大気上端から宇宙へ出る同じ年の平均赤外放射。
- Qの夏の昼に地表が吸収した太陽放射。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：正味の差とその後の温度
資料Gで地球全体のエネルギーについて言えることはどれですか。
- 正味では地球側からエネルギーが減った。
- 正味では地球側のエネルギーは変わらなかった。
- 正味では地球側にエネルギーが加わった。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
資料：正味の差とその後の温度
資料Gだけから直接は分からないことはどれですか。
- 特定の地点で気温が何度変わったか。
- モデルで吸収が放出より大きいか。
- 地球全体の正味の差が正か負か。
途中の計算・単位・理由・確認答え:
観察と考え方を講師と確かめる
ここからは講師と確認する記述問題です。自動採点の点数には含みません。
資料：正味が正になる収支
資料Aで地球が吸収した量と、正味のエネルギーの差を計算しましょう。
資料：入る量と出る量がつり合う例
資料Bで正味の出入りがつり合うことを、反射と赤外放射の数を使って説明しましょう。
資料：赤外放射の行き先
資料Cで地表から出た赤外放射の一部がどこへ行き、その後どちらへ放射されるか示しましょう。
資料：反射が増えたときの比較
資料Dで反射を変えた前後の吸収を比べ、正味の差がどう変わったか示しましょう。
資料：ある地点の一日の観測
資料Eで分かったことを示し、地球全体の収支を決められない理由を書きましょう。
資料：正味の差とその後の温度
資料Gで正味のエネルギーの向きを示し、各地点の気温がまだ決まらない理由を説明しましょう。
解答: 地球のエネルギー収支と気候の資料を照合する
238
340−102＝238 W/m²です。
3
238−235＝3 W/m²です。
入る分と出る分が等しい。
340−100−240＝0 W/m²です。
宇宙に出る赤外放射。
吸収は340−100＝240 W/m²で、出る赤外放射と等しいです。
地球の大気。
地表から上へ出た赤外放射の一部を大気が吸収しました。
上向きと下向きの両方。
大気からの放射は上にも下にもあります。
230
340−110＝230 W/m²です。
放出が吸収より10 W/m²大きい。
吸収230 W/m²に対し赤外放射で240 W/m²が出ます。
地点Pでその日の気温が下がった。
測ったのは地点Pの気温だけです。
対応する期間の地球全体の入射・反射・赤外放射。
地球全体の収支には同じ範囲の放射の記録が必要です。
対象の範囲、期間、測る境界がそろわない。
全球・年間・大気上端の値と、一地点・夏の昼・地表の値は異なります。
全球の大気上端から宇宙へ出る同じ年の平均赤外放射。
同じ範囲と期間で、大気上端を出ていく赤外放射を用います。
正味では地球側にエネルギーが加わった。
吸収が宇宙への放出より多いので、正味の差は正です。
特定の地点で気温が何度変わったか。
正味の差から個々の地点の気温の変化は決まりません。
記述問題の解答・確認の観点
資料：正味が正になる収支
資料Aで地球が吸収した量と、正味のエネルギーの差を計算しましょう。
340−102＝238 W/m²が吸収されます。235 W/m²が出るので、238−235＝3 W/m²が地球側に残る計算です。
反射と赤外放射を、入射から別々に引きます。
- 入射から反射を引いて238 W/m²と示す。
- 赤外放射を引き、正味が＋3 W/m²と示す。
資料：入る量と出る量がつり合う例
資料Bで正味の出入りがつり合うことを、反射と赤外放射の数を使って説明しましょう。
340 W/m²のうち100 W/m²は反射するので、吸収は240 W/m²です。赤外放射で出る量も240 W/m²なので、正味は0です。
入射全部が地球に残るわけではないことを確かめます。
- 反射を引き、吸収240 W/m²を求める。
- 同じ量が赤外放射で出るので差が0と示す。
資料：赤外放射の行き先
資料Cで地表から出た赤外放射の一部がどこへ行き、その後どちらへ放射されるか示しましょう。
地表から上に出た一部は大気に吸収されます。大気からは宇宙側へも地表側へも赤外放射が出ます。
最初に出した場所と、再び放射する場所を分けます。
- 地表から出た赤外放射の一部を大気が吸収すると示す。
- 大気から上向きと下向きに放射が出ると示す。
資料：反射が増えたときの比較
資料Dで反射を変えた前後の吸収を比べ、正味の差がどう変わったか示しましょう。
最初の吸収は240 W/m²、次は230 W/m²です。宇宙に出る赤外放射は240 W/m²のままなので、正味の差は0から−10 W/m²になりました。
変えたのは反射で、入射と赤外放射は固定です。
- 吸収が240から230 W/m²へ変わると示す。
- 放出一定の条件で差が0から−10 W/m²になると示す。
資料：ある地点の一日の観測
資料Eで分かったことを示し、地球全体の収支を決められない理由を書きましょう。
地点Pで一日の気温が下がりました。これは局所の気温なので、地球全体の入射・反射・赤外放射の差は、対応する放射の記録を用いないと分かりません。
気温の観測と、放射の出入りの量を区別します。
- Pの一日の気温の低下を観測結果として示す。
- 地球全体の放射の出入りには別の範囲・種類の記録が必要と示す。
資料：正味の差とその後の温度
資料Gで正味のエネルギーの向きを示し、各地点の気温がまだ決まらない理由を説明しましょう。
吸収が宇宙への放出より大きいので、地球側に正味でエネルギーが加わります。どこにどれだけ分かれたかが不明なので、各地点の気温の変化はこの資料では決まりません。
全体の量が増えることと、その場所ごとの変化を分けます。
- 差が正で地球側にエネルギーが増えると示す。
- エネルギーの分かれ方や地域の情報がなく、各地点の気温は決まらないと示す。