太陽の高度の変化による照度と輝度の関係

写真の勉強をしており、太陽の光（入射光＝照度）と反射光（輝度）について疑問をもちました。
恐れ入りますが、教えていただけると幸いです。

・太陽高度（ｈ）における単位面積当たりの入射量はsinhに比例する。つまり、輝度（反射率）も同じように比例する（と思う）。
上記の仮説が正しい場合、
①大気圏の拡散を考慮しない倍、太陽の照度（入射光）は高度に関係なく一定ではないか。
②大気圏の拡散を考慮した場合、夕方になれば大気圏を長く通過することで、青い光が拡散され赤い光が届く。つまり3分1減光しているのではないか。
③湿度が高い夏は、冬よりも光が拡散され光が届きにくくなるのではないか。

質問者からの補足コメント

• 大変勉強になりました。ありがとうございます。年末から考えていた謎が解けました。
  もしお時間がありましたら、「大気透過率」についても理解を深めたいです。
  湿度が100%　60％　30％　10％で、太陽の拡散率を知りたいのですが、教えていただくことは可能でしょうか？
  計算式までご教授頂ければ幸いです。

    補足日時：2018/02/07 23:28

No.2 ベストアンサー 回答者： angkor_h 回答日時： 2018/02/06 18:43

先ずは、

輝度：　発光源の明るさ。例えば、電球そのものの明るさ。
照度：　照らされたところの明るさ。例えば部屋の床。
上記の単位は異なります。

太陽から地球に届く日射強度は、
大気圏外に於ける法線面強度は高度に係らず一定です。
太陽高度による影響は、法線面に対して受光斜面がより面積が増えるからで、
逆に言えば斜面の単位面積に当たる量が減る、と言うことになります。※

①　※により、太陽光を受ける面から見た太陽高度で変化します。
②　ご質問文前半の通りですが、「3分1減光」とは言い切れません。色感度次第です。
③　その通りです。これを大気透過率で表せます。
　実際に、日本では本土よりも沖縄の方が大きいです。海の影響ですね。
　しかし、原因は水蒸気だけではなく、大気汚染も影響します。

この回答へのお礼

返信ありがとうございます。再度質問させて頂きたく。お時間をください。

お礼日時：2018/02/06 23:41

No.1 回答者： yhr2 回答日時： 2018/02/06 18:26

全体が何を議論しているのかさっぱり分かりませんが、

・入射光というのは「単位面積が受け取る光の量」
のことを言っていて、
・反射光というのは「単位面積が放射する光の量」
のことを言っているのでは？

つまり、「入射光のうち、どれだけを反射するか」という「反射率」は物体固有のものであり、入射光とは独立だと思いますが、いかがなものなのでしょうか？　
　反射光の強度（輝度） = 入射光の強度（照度） × 反射率
ということで。

「仮説」では、「反射光の強度」と「反射率」が混在した議論になっているような気がします。
さらに①～③の議論では大気による光の減衰を論じていると思うのですが、それは「仮説」とは何ら関係がないもののように思えます。

この回答へのお礼

お忙しい中返信頂きありがとうございます。仮説では根本の理解があっているかの認識をいたしました。伝え方が悪く申し訳ありませんでした。丁寧なアドバイスをありがとうございました。

お礼日時：2018/02/06 22:45