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58回一般問５（ｂ）で、「大気中に水蒸気が多く存在するほど、大気から地表に到達する長波放射は少ない」は誤りが正答とのことなのですが、混乱しています。温室効果ガスである水蒸気が多く存在すると、大気からの下向き長波放射を吸収してしまい、地表に到達する量が減るのではないかと･･･
問の条件で「気温の高度分布が同じ」とされているので、同じ温度の大気から射出される長波放射量は同じと考えてしまいます。射出量が同じであれば、途中の水蒸気で吸収される分、地表への到達量は少なくなる気がします。
私の理解のどの部分が間違っているのか、どなたかご指摘頂けると助かります。 -
水蒸気（あるいは雲）自体も大気と同様に地表面からの上向き長波放射を吸収し、吸収した長波放射を下向き（と上向き）に再放射します。したがって、大気中に水蒸気が多く存在するほど、「大気（水蒸気を含む）」から地表に到達する長波放射は多くなります。（大気と水蒸気を別物と考えられているのでは、、、）
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ぷうすけさん、早速ありがとうございます。
つまり、例えば水蒸気を多量に含む１０℃の大気と、乾燥した１０℃の大気を較べると、前者の方が下向き長波放射量は多いということでしょうか？
また、水蒸気（あるいは雲）が大気中に存在すると、上向き長波放射を吸収し温度が上昇し、問題の前提条件である「気温の高度分布が同じ」とならないような気もするのですが、この理解も間違っているのでしょうか？気温が高くなると下向き長波放射量も多くなるというのは理解できます。 -
極端な例ですが、高度5キロ付近に水蒸気を多く含む大気の塊と水蒸気を少なく含む大気の塊が、「同じ温度（気温）」で「異なる場所」に存在するケースを想像してみてください。（高度5キロの温度（気温）が同じ＝気温の高度分布が同じ）
この問題は「この2つ大気の塊が地表面からの同じ強さの長波放射を受けた場合、どちらの大気塊の下方の方が気温が高くなりますか？」ということではないでしょうか。
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黒体が仮定できる場合、温度が同じなら熱放射は”同じ”というのが基本です。従って、同じ温度分布の下で水蒸気が増えると放射が”少なくなる”というのは誤りです。黒体が仮定できない場合は、温度が同じなら熱放射は熱放射率に比例します。水蒸気の増加は熱放射率と熱放射を増加させますので、放射が少なくなるというのは誤りです。
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皆様、アドバイスありがとうございます。
私なりにも改めて調べて見たところ、やはり「同じ温度」の気塊でも、水蒸気分子の数が多い方が放射量が多いということのようでした。ですので、先の質問で書いた例示、湿潤な１０℃の大気と乾燥した１０℃の大気では、前者の方が放射量が多いということのようです。
これまで、放射量は温度のみに依存するものだと思い込んでいましたが、温度と物質（の放射率）に依存するものであると理解しました。もしかしたら専門的には100％正しくないかも知れませんが、一応納得しました。
改めて感謝申し上げます。
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