放射冷却とは？晴れた朝ほど冷え込む理由
放射冷却（ほうしゃれいきゃく）とは、地面が赤外線として熱を放出して冷え、その近くの空気の温度も下がる現象です。特に、晴れて風の弱い夜は熱が逃げやすく、翌朝の気温が大きく下がることがあります。
晴れた朝が寒いのは、朝になって急に冷えるからではありません。前の晩から日の出ごろまで地面が冷え続け、その冷え込みが朝に強く感じられるためです。
放射冷却は地面が熱を出して冷えること
地面や建物、木などの物は、目には見えない「赤外線（せきがいせん）」という形で、常に周りへ熱を出しています。このように熱を出すことを「放射（ほうしゃ）」といいます。
一方、物は太陽や周りの空気などから熱を受け取ることもあります。出ていく熱の方が入ってくる熱より多くなると、その物の温度が下がります。地面の放射による冷え込みが、天気予報でいう放射冷却です。
夜になると地面の近くの空気も冷える
昼間は太陽の光が地面を温めます。しかし、日が沈むと太陽から受け取る熱がほとんどなくなります。それでも地面からは赤外線が出続けるため、夜には地面の温度が下がりやすくなります。
地面が冷えると、接している空気も冷やされます。そのため、地面の表面だけでなく、私たちが暮らす高さの気温も下がっていきます。
晴れた夜ほど冷え込みやすいのはなぜ？
空に雲が少ないと、地面から出た赤外線の一部が宇宙の方へ逃げやすくなります。その一方で、雲が多い夜は、雲が赤外線を吸収し、地面に向けても赤外線を放出します。
つまり、曇りの夜には空から地面へ戻ってくる熱が比較的多く、地面の冷え込みが抑えられやすいのです。雲があると夜に冷えにくいのは、こうした熱のやり取りが関係しています。
風が弱いと冷たい空気がたまりやすい
地面で冷やされた空気は、暖かい空気より重くなり、地面近くにたまりやすくなります。風が弱ければ上の暖かい空気と混ざりにくいため、地面付近の冷え込みがさらに強くなります。
反対に、風が強いと、地面付近の冷たい空気と上空の空気がかき混ぜられます。そのため、同じように晴れていても、風の強い夜は地面近くの気温が下がりにくいことがあります。
乾いた空気も冷え込みを強める
雲だけでなく、空気中の水蒸気も赤外線を吸収したり、地面へ向けて放出したりしています。空気が乾燥して水蒸気が少ないと、空から地面へ戻る赤外線が少なくなり、冷えやすくなります。
晴れて乾いた空気に覆われ、風も弱い夜は、放射冷却が強まる条件が重なります。ただし、必ず同じ気温まで下がるわけではなく、季節やもともとの気温などによって違います。
なぜ朝方に寒さを感じやすいの？
日が沈んでから夜明けまで、地面は長い時間にわたって熱を失いやすい状態です。そのため、気温は夜間に少しずつ下がり、日の出前後に最も低くなることがよくあります。
日が昇って地面が太陽に温められると、地面から出ていく熱よりも受け取る熱が多くなり、気温は次第に上がっていきます。朝が晴れていること自体ではなく、その前の夜の天気が冷え込みに大きく関係しています。
盆地や谷底では冷え込みが強くなることも
山あいの盆地や谷では、夜間に冷やされた重い空気が斜面を下り、低い場所へ集まりやすくなります。風が弱いと、その冷たい空気がたまって気温が大きく下がることがあります。
そのため、同じ地域でも山の斜面と谷底で朝の気温が違う場合があります。地形も、放射冷却による冷え込みの感じ方に関係しているのです。
放射冷却は冬だけの現象なの？
放射冷却は冬だけではなく、一年を通して起こります。夏でも晴れた夜には地面から赤外線が出ています。ただし、冬や春・秋の寒い時期には、放射冷却によって気温が低くなると、特に冷え込みを感じやすくなります。
放射冷却で地面が強く冷えると、草などに露や霜が付いたり、地面付近に霧ができたりすることもあります。これらは湿り気などの条件も必要で、放射冷却が起これば必ず現れるわけではありません。
なお、気象台が発表する気温は、通常、地面より少し高い場所で測ります。地面の表面は、その気温より低くなっていることもあります。冷え込む朝には、最低気温や霜に関する気象情報も参考にしましょう。
まとめ
放射冷却は、地面が赤外線として熱を放出し、地面近くの空気まで冷える現象です。晴れた夜は雲から戻る熱が少なく、風が弱いと冷たい空気もたまりやすいため、翌朝の冷え込みが強まります。