Transcript 地球環境の熱収支

地球環境の熱収支
大気組成の変化との関連で
地球型惑星のうちでの
地球の特色
地球型惑星の主成分：O, Si, Fe
地球だけに海←太陽からの距離
大気の主成分：金星と火星ではCO2が
主成分，次にN2
地球大気の特色： CO2は少なく，02が
多い。
CO2の減少とO2の形成
大気中のCO2の減少←炭酸塩の固定（化学変
化が主，のちに生物活動が重要）
補足：Ca, Na, Mgなどの陽イオンは岩石の風
化で供給
O2の存在は植物の光合成能力の進化による
O2を消費する生物の進化
Cは石炭などとして固定
地球のエネルギー収支
空間および時間変化を無視すると次の関係
Stefan-Boltzmann lawから
(1/4) S ( 1 - α ) = σ Te4
Sは地球の面積・時間当たりの 太陽放射エ
ネルギー
αは地球の太陽放射反射率
←雪氷の広がり，大気中の雲とエア
ロゾル
σはStefan-Boltzmannの定数
Teは地球の有効放射温度
温室効果greenhouse effect
Ts = gTe
Tsは地上気温
g は温室効果の強さをあらわす 係数
←温室効果ガス
CO2, CH4など ＋効果）
大気中の雲とエアロゾル（−効果）
温室効果
まめ知識
「温室効果ガス」は現在，大気中に１％以下で
平均気温15℃ 。もし0％とすると、平均気温マ
イナス18℃。つまり，33℃分も地上気温が上昇
している。
海か，暴走温室か
地球の面積・時間当たりの 太陽放射エ
ネルギー Sが一定以上大きく，二酸化
炭素量が多いと，暴走して，海は全部
水蒸気に
金星が暴走の例か
全球凍結snowball
地球史初期には，Sは現在の約70%
α，gを現在と同じとすると，
Tsは現在よりかなり低く，全球凍結
そしてSが現在の値まで増えても，全球凍
結は維持されるはず。
しかしかつてのCO2濃度は高く，gは大き
かった，と考えられる。
全球凍結とその解消
25〜6億年前の間に何度か生じて数百万
年オーダーで解消
解消の要因：火山ガス起源のCO2ガス
この時代に火山活動が活発だったかど
うか疑問だが，風化反応や生物活動が
非常に弱く， CO2ガスが固定されず，
大気に蓄積されたと考える