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気塊係数（AM）

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（画像はイメージです）

大気質量係数 (AM) は、地球の大気を通過する太陽光の直接的な光路長を定量化したものです。これは、特定の天頂角 [latex]theta[/latex] における光路長と、太陽が真上にあるとき (天頂) の光路長の比です。約 60° までの角度では、[latex]AM approx sec(theta)[/latex] で近似できます。AM0 は、大気圏外のスペクトルを指します。

The Air Mass coefficient is a crucial parameter in solar energy and atmospheric science. The standard value for testing terrestrial solar cells is AM1.5, which corresponds to a solar zenith angle of 48.19°. This value was chosen as it represents the annual average solar radiation received in the temperate latitudes of Europe and North America. The ‘1.5’ signifies that the path length is 1.5 times the path length when the sun is directly overhead (AM1). The AM0 spectrum, with an integrated power of the solar constant (~1361 W/m²), is used for designing and testing solar cells for spacecraft. As the AM number increases (i.e., as the sun approaches the horizon), the path length through the atmosphere increases. This leads to greater absorption and 散乱これにより、全放射照度が減少するだけでなく、青色光がより効果的に散乱されるため（レイリー散乱）、スペクトルが赤色側にシフトします。AMのより複雑なモデルでは、地球の曲率と大気の影響が考慮されています。屈折天頂角が大きいほど精度が高くなる。

気候変動, 環境への影響, 太陽光発電, 再生可能エネルギー, 太陽, ソーラーパネル, 太陽光パネルの効率

UNESCO Nomenclature: 2506

地球物理学

タイプ

物理モデル

混乱

増分

使用法

広く普及している

前駆物質

ブーゲーの法則（ビア・ランバート法則媒質を通過する光の減衰を記述する
角度と経路長を計算するための三角法の発展
大気組成とその吸収特性の理解
発明 spectroscope for analyzing the solar spectrum

アプリケーション

太陽光パネルの性能試験および評価（例：AM1.5規格）
大気モデル化と放射伝達計算
一日のさまざまな時間帯や年間を通しての太陽エネルギーの利用可能性を予測する
大気による減光を補正するための天体観測
日光曝露下での材料の耐久性を試験するための材料科学

特許:

潜在的なイノベーションのアイデア

solar panels with coatings that dynamically optimize their anti-reflective properties for the changing spectrum at different am values
ai-driven solar farm management systems that adjust panel angles based on real-time atmospheric data and am calculations
urban planning software that models am values throughout the day to optimize building placement for natural light
ウェアラブル uv sensors that provide more accurate exposure warnings by calculating the local am
advanced weather models that incorporate am to better predict surface temperature fluctuations
spectrometers for drones to map atmospheric composition by analyzing spectral changes across different am values
教育的拡張現実 apps that visualize the sun’s path and changing am throughout the day
smart greenhouses that adjust supplemental lighting based on the predicted natural light spectrum determined by am
automotive glass that tints dynamically based on the am value to reduce glare
spacecraft re-entry trajectory planning that uses am-like calculations for atmospheric braking

関連キーワード：気団、AM1.5、太陽エネルギー、太陽光発電、大気、天頂角、太陽放射照度、大気減衰、放射伝達、太陽スペクトル。

歴史的背景

17th century geophysicist studying geomagnetic secular variation data.

地磁気永年変化

地磁気永年変化とは、地球の磁場が数年から数千年という時間スケールでゆっくりと変化する現象を指します。これらの変化には、磁場強度や双極子軸の方向の変化、非双極子構造の西向きへの移動などが含まれます。この変化は、地球ダイナモの源である外核における溶融鉄の流れの変化によって引き起こされます。

相対湿度（RH）

相対湿度（[latex]phi[/latex]）は、ある温度における水蒸気分圧（[latex]p_{H_2O}[/latex]）と水の平衡蒸気圧（[latex]p^*_{H_2O}[/latex]）の比です。パーセントで表すと、[latex]phi = frac{p_{H_2O}}{p^*_{H_2O}} times 100%[/latex]となります。これは空気が飽和状態にどれだけ近いかを示し、100%RHは空気が飽和状態であることを意味します。

ビア・ランバート法則

ベール・ランバートの法則は、光の減衰と、光が通過する物質の特性との関係を示しています。この法則によれば、溶液の吸光度（[latex]A[/latex]）は、吸収物質の濃度（[latex]c[/latex]）と、溶液中を光が通過する経路長（[latex]l[/latex]）に正比例します。この関係は、[latex]A = epsilon cl[/latex]と表され、[latex]epsilon[/latex]はモル吸光係数です。

気塊係数（AM）

BOD5テスト

生化学的酸素要求量（BOD）は、水中の有機物を分解する際に好気性微生物が消費する溶存酸素量を測定する指標です。標準試験であるBOD5は、20℃の暗所で5日間培養した密閉試料中の酸素消費量を測定します。この標準期間は、規制上の実用的な妥協点として、また一般的な河川の航行時間を表すものとして選択されました。

地球のジオダイナモ理論

地球の磁場は、地磁気ダイナモ機構によって生成されます。地球の自転によるコリオリ効果の影響を受けた、外核内の電気伝導性溶融鉄の対流電流が、自己維持型の電流系を形成します。これらの電流は、巨大な電磁石のように振る舞い、地球の大規模な磁場を生み出します。この過程は、磁気流体力学（MHD）によって説明されます。

炭素系および窒素系生物化学的酸素要求量（cBODおよびnBOD）

総生化学的酸素要求量（BOD）は、炭素系BOD（cBOD）と窒素系BOD（nBOD）という2つの主要なプロセスの合計です。cBODは、微生物が有機炭素化合物を酸化するために消費する酸素です。nBODは、特定の独立栄養細菌による窒素化合物（主にアンモニア）の後期酸化（硝化）に使用される酸素です。これらを区別することは、高度な廃水処理において重要です。

光化学スモッグ

光化学スモッグは、太陽光、窒素酸化物（NOx）、揮発性有機化合物（VOC）が関与する複雑な一連の反応によって形成されます。このプロセスは、太陽光が二酸化窒素（[latex]NO_2[/latex]）を一酸化窒素（NO）と酸素原子（O）に分解することから始まります。この遊離酸素原子は、分子状酸素（[latex]O_2[/latex]）と結合して、スモッグの主要成分である地上オゾン（[latex]O_3[/latex]）を形成します。

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Meteorological laboratory measuring dew point with hygrometer and digital display.

露点

露点とは、一定の気圧と水分含有量において、空気が水蒸気で飽和状態になるために冷却される温度のことです。この温度では、相対湿度は100%になります。空気がさらに冷えると、水蒸気は凝結して液体の水（露）となり、氷点下であれば霜として付着します。

太陽定数

太陽定数とは、地球大気圏の最上部で、太陽電磁波に垂直な方向に測定された、単位面積あたりの平均太陽電磁放射量のことです。その値はおよそ1361ワット/平方メートル（[latex]W/m^2[/latex]）です。この値は太陽活動や地球の軌道距離によってわずかに変動しますが、気候科学、衛星設計、再生可能エネルギー計算における基本的な基準値として用いられます。

酸性雨生成の化学

酸性雨は、大気中の二酸化硫黄（SO2）と窒素酸化物（NOx）が水、酸素、その他の化学物質と反応することによって発生します。SO2は硫酸（[latex]H_2SO_4[/latex]）に酸化され、NOxは硝酸（[latex]HNO_3[/latex]）を生成します。これらの反応は、多くの場合太陽光によって触媒され、非常に酸性の強い化合物が生成され、湿性沈着または乾性沈着として地上に降り注ぎ、生態系に害を及ぼします。

1910年、オゾン吸収を研究するシャルル・ファブリーとアンリ・ビュイソンの研究室風景。.

オゾン層の紫外線吸収における役割

地球の成層圏オゾン層は、太陽からの有害な紫外線放射の大部分を吸収するため、生命にとって極めて重要です。オゾン層は最もエネルギーの高いUVC線を完全に遮断し、UVB線の約95%を吸収し、比較的害の少ないUVA線のほとんどを透過させます。このろ過効果により、地上の生命は深刻なDNA損傷から守られています。