海と陸の温度

海陸風について勉強しているんですが、途中に出てくる海と陸の温度変化の説明でいきづまっております。

海水は陸地より比熱が大きい。しかし、単位体積に対する土の熱容量は水の熱容量よりも約４０％大きく、さらに土の熱伝導率が非常に小さいので、水と土の表面温度の変化はほぼ同じくらいの範囲になる。

どうして同じ範囲になるんでしょうか。熱容量や伝導率との関連が、よくわからないんです。

また、夜間には海上の空気のほうが高温になるそうですが、それはどうしてなんでしょうか。

No.1 ベストアンサー 回答者： sassakun 回答日時： 2005/04/10 17:28

【比熱】

物質一グラムの温度を摂氏一度上げるのに要する熱量。特に気体では体積を一定にしたとき、または圧力を一定にしたときの比熱をそれぞれ定容比熱・定圧比熱という。
【熱容量】
ある物体の温度を摂氏一度上昇させるのに要する熱量。均質な物体では比熱と質量との積に等しい。
～　国語大辞典（新装版）小学館 1988 より　～

ですから，
比熱（物質一グラムの温度を摂氏一度上げるのに要する熱量）は水の方が大きい。
でも熱容量(比熱と質量との積)は同じ体積当たりでは，土の方が重いため，土の方が大きい。
結果として，水と土の表面温度の変化はほぼ同じくらいの範囲になる。
ということです。

同じくらいの範囲になることはなるのですが，
実際は微妙に水の方が熱しにくく冷めにくいので，
夜の水温はなかなか下がらず，夜間には海上の空気のほうが地上の空気より高温になるのです。

この回答への補足

う～ん、むずかしい。

＞熱容量(比熱と質量との積)は同じ体積当たりでは，土の方が重いため，土の方が大きい。

そうすると、土の方が熱しにくく冷めにくいってことになりませんか？
そうしたら、土の方が温度変化の幅がせまくなるように思うんですが・・・

補足日時：2005/04/11 15:10

No.2 回答者： sassakun 回答日時： 2005/04/11 18:38

> う～ん、むずかしい。

そう言われるとたしかに，う～ん，むずかしい。

土と言っても一概には言えませんが
土の比熱は水の1/5程度？らしいです。
一般的な土の密度は 2.6-2.8g/cm^3
この数値を元に計算すると
１cm^3あたりの水の熱容量＝１ｇ×１＝１
土の熱容量＝2.7ｇ×0.2＝5.4
このデータはあまり信用しないでください。

また，それにどこを見ても
土の方が熱容量は小さいと出ています。
参考URLなどなど。

---引用部分-------------------------
単位体積に対する土の熱容量は水の熱容量よりも約４０％大きく、
-----------------------------------

この部分が間違っているのではないでしょうか。
単位体積に対する土の質量は水の質量より大きいので，熱容量は水よりさほど低くならず，

というくらいが正解だと思うのですが。

参考URL：http://www.sky.sannet.ne.jp/kyoshio/DW/Weather/W …

この回答へのお礼

確かに、そんな感じがしますね。
僕が質問文に書いたことと、sassakunさんが示したリンク先は、まるで言ってることが逆ですしね。
＞単位体積に対する土の質量は水の質量より大きいの＞で，熱容量は水よりさほど低くならず，

＞というくらいが正解だと思うのですが。

これならば納得がいきます。

お礼日時：2005/04/14 03:19

No.3 回答者： sassakun 回答日時： 2005/04/11 18:42

すみません，

＃２計算間違い

土の熱容量＝2.7ｇ×0.2＝5.4
→土の熱容量＝2.7ｇ×0.2＝0.54

です。

この回答へのお礼

わかりました。ありがとうございます。

お礼日時：2005/04/14 03:20

No.4 回答者： tekkii 回答日時： 2005/04/11 22:31

失礼ですが「水と土の表面温度の変化はほぼ同じくらいの範囲になる」を疑っています．昼夜の温度差は，海面では通常１度以内ですが，陸上では，私の記憶が正しければ20度を超えます（条件によりますが）．

そうなる理由です．陸地では，太陽の熱は地表面で吸収され，その熱が地下に伝わりにくいため，昼間は地表面付近のみ（厚さ30cm程度）が暖まります．海では，表層10m程度の層が太陽の熱を吸収するため，そこの海水が暖められます（かき混ぜられる効果もあります）．つまり，陸地では比較的少量の物を暖めるので，熱量は同じでも温度の上昇が大きくなります．熱容量の差もありますが，この温まる範囲の違いのほうが大きく効いています．

夜間に海上の空気のほうが高温になる理由は，海上のほうが地表面温度が高いからです．この差は，晴天の日によくみられます．

この回答へのお礼

う～ん、微妙ですね・・・

陸地は暖まりにくいが広がりにくい。
海水は温まりやすいが広まりやすい。

この２つがうまく相殺しあう感じなんでしょうかね。
とりあえずそんな感じで、ここのところは納得して読み進めることにします。

みなさんありがとうございました。

お礼日時：2005/04/14 03:23