Transcript 赤外が2コ
過去の気温変化 Newtonムック 2005 地球大変動 pp.114 Newtonムック 2005 地球大変動 pp.115 典型的な間違った図 財団法人省エネルギーセンター の図を引用 http://www.eccj.or.jp/summary/warm.html 温室効果のメカニズム •鍋にふたをすると なぜ中のお湯は冷めないのか この理由とかなり似ている 湯 • • • • 部屋の温度は どのように決まっているのか？ 1：00 2：00 3：00 4：00 １５℃ １５℃ １５℃ １５℃ 室温１５℃ 一定 時間変化なし 窓 ②暖気 でも、温度は下がらない Why? ①寒気 （常に暖 めてい る。） （常に冷やしている） 家電製品等から ①＝②だから ＝エネルギーがバランス 室温 15℃ 温度変化なし エネルギーバランス ①もらうエネルギー＝②失うエネルギー 地球にあてはめてみよう！！ • その壱 co 2 がない場合の地球 一定 • • • • 1900年 1930年 1960年 1990年 １５℃ １５℃ １５℃ １５℃ 時間変化なし エネルギーバランスしている ①地球にとってのもらうエネルギー ・太陽光エネルギー ②地球にとっての失うエネルギー ・赤外線エネルギー 赤外線 ：全ての物質からはその温度にほぼ 比例して赤外線が放出されている。 • ex . 鉄板を触らなくても鉄板の上に 手をかざすだけで熱いかどうかわかる 200度 熱く感じる 手 赤外線 大 200度 手 赤外線 小 50度 熱く感じナイ 50度 お好み焼き屋 さんの鉄板 ・手は赤外線の強さを感じることが出来る。 ・手は赤外線を吸収する。 再び地球を考える。。。 赤外線 エネルギー ① ② 太陽光 エネルギー 地表面 ①＝②である ①にバランスする温度が１５℃である。 co 2 がたくさんある地球 • • • • 2100年 2101年 2102年 2103年 全てほぼ同じ温度であると 仮定する。 X℃ X℃ X℃ X℃ 温度一定 エネルギーバランス その温度が何度であるか？を考える。 co 2 の重要な性質； ①赤外線を吸収する！！ ②太陽光は吸収しない！！ エネルギーバランスを考えよう！ 赤外 太陽光 Y℃ ① co 2 吸収 ② ②赤外 ① 赤外 地表 X℃ エネルギーバランス ①地球表面がもらうエネルギー 太陽 １コ ＋ 赤外 １コ ＝ ２コ ②地球表面が失うエネルギーは？ ①＝② でないといけない！！ 従って、赤外が２コ なければならない エネルギーバランスの要請から 赤外を２コ出すためにはどうすればよいか？ 赤外線 ：全ての物質からはその温度にほぼ 比例して赤外線が放出されている。 • ex . 鉄板を触らなくても鉄板の上に 手をかざすだけで熱いかどうかわかる 200度 熱く感じる 手 赤外線 大 200度 手 赤外線 小 50度 熱く感じナイ 50度 お好み焼き屋 さんの鉄板 ・手は赤外線の強さを感じることが出来る。 ・手は赤外線を吸収する。 エネルギーバランスを考えよう！ 赤外 太陽光 ① 吸収 ② Y℃ co 2 ① ② 赤外 X℃ 地表 地表のエネルギーバランス ①地球表面がもらうエネルギー 太陽 １コ ＋ 赤外 １コ ＝ ２コ ②地球表面が失うエネルギーは？ ①＝② でないといけない！！ 従って、赤外が２コ なければならない エネルギーバランスの要請から 赤外を２コ出すためにはどうすればよいか？ 温度が2倍 あればよい！！ エネルギーバランスを考えよう！ 赤外 太陽光 ① 吸収 ② 地表 co 2 Y℃ ① ② 赤外 X℃ co 2 大気層のエネルギーバランス ①co 2 大気層がもらうエネルギー 地表面からの赤外 ②co 2 大気層が失うエネルギー 2コ ＝２コ 下向き１コ ＋ 上向き１コ ＝２コ ①＝② より、エネルギーバランスしている!！ 再び、ナベに戻って。。。 ② 赤外 フタのないナベ ②のみで バランスしていない。 どんどん温度が下がる 湯 吸収 フタのあるナベ 赤外 X℃ ① ② 湯 赤外 ①＝② エネルギーが バランスしている 温度一定 水蒸気による温室効果 ・さらに海面温度が上昇 ・海水温度が上昇したのでしたので 蒸発量増加 エネルギーバランスを 考えると。。。 ・水蒸気の層①ができると →水蒸気の層 ③ができ赤外線放出 →その結果、水蒸気の層 ②が できる。 赤外線放出 ②太陽光エネルギー1個 →水蒸気の層②が赤外線吸収 して、温度上昇し、赤外線放出 →赤外線放出 ・その結果 ①赤外線放射 赤 外 放 射 ① 水蒸気の層③ 1個 ① ① １本 →水蒸気の層①が赤外線吸収 →水蒸気層①が加熱され ② 2本 して、温度上昇し、赤外線放出 赤外線放出 ①＝②でバランス！！ ・海水面での ①と②は等しくない ・海水面での バランスを考えてみると バランスを考えてみると バランスするためには ① ２本 ４本 ① 海面温度上昇！！ ② ３本 赤 外 放 射 ② 太陽光 エネルギー 赤 外 放 射 ① 暴走温室効果 水蒸気の層② ① ② その結果①＝②でバランス！！ バランスするには・・・ バランスするために・・・ 海面温度さらに上昇！ 海面温度がさらに上昇！ ① 赤 外 放 射 ② 水蒸気の層① その結果 ① ４本 ３本 ② ４本 ３本 ①＝②でバランス！！ ② ① ② ① ② ① 赤 外 放 射 ① 赤 外 放 射 ② 赤 外 放 射 ① 水面 さらに、さらに寒くなったので さらに寒くなったので… … いったん地球がほんのわずか寒くなると。。。 雪により 地表面での①の吸収率は下がる 雪により 地表面での①の吸収率は下がる 当然、②は減る 当然、②は減る さらに、さらに、さらに寒くなる さらにさらに寒くなる 寒くなる 太陽光エネルギー ① ① ① ① ① ② ② ② 反射 赤外放射 ① ① ② ② ② ② 地表面 アイス・アルベドフィードバック効果 さらに、さらに暖かくなったので さらに暖かくなったので… … いったん地球がほんのわずか暖かくなると。。。 温暖化により 地表面の雪が溶ける 当然、②は増える さらに、さらに、さらに暖かくなる さらに、さらに暖かくなる さらに暖かくなる 太陽光エネルギー 太陽光エネルギー ① ① ① ① ② ② ② ② ① ① ② ② 赤外放射 Newton ムック 2005地球大変動 pp.110 Newton ムック 2005地球大変動 pp.110 赤外放射 反射減る→①増える 地表面 反射減る→①増える 反射減る→①増える アイス・アルベドフィードバック効果 Newton ムック 2005地球大変動 pp.110 Newton ムック 2005地球大変動 pp.110 地表面 アイス・アルベドフィードバック効果 エネルギー収支 太陽放射エネルギー +70 +6 赤外放射 －100 雲による 空気反射 反射 +6 +4 +20 大気による赤外放射 +64 +70 宇宙 宇宙 吸収 +138 －19 +16 －157 大気 大気による 赤外放射 赤外放射 －51 地球 －144 －7 顕熱 －23 潜熱 地球放射（赤外線＆放出） +19 エアロゾル +3 雲の吸収 大気 地表面 反射 +55 吸収 +93 －4 太陽放射 +51 地球 地球のエネルギー収支 Trenberth et al 2009 地球の気候システム CO 2 が増えると、気温はどうなるかを考察？ 熱帯海上では 海水温上昇 蒸発多 海水温下降 蒸発少 雲多 雲少 日射減る 日射増える サーモスタット（Thermo-stat） 熱帯海上の温度上昇は、ある程度以上はあがらないかも？ （２８℃～２９℃が上限かも？） 蒸発が意味するもの 熱エネルギー 放出 熱を輸送 蒸発 水 水 （気体） （液体） 熱エネルギー 吸収 水 凝結 （液体） 輸送 熱をもらいビール は加熱される。 凝結 熱が奪われ 手は冷える。 蒸発 ビール A君 A君は熱を失う ビールは熱を貰う ★ 熱がA君からビールへ輸送された 潜熱輸送 蒸発する場所と凝結する場所が違う。 雲の効果その１ 雲 凝結（熱を出す） 熱の輸送 蒸発（熱を奪う） 海水温冷える 中緯度 赤道 熱の輸送 雲がない対流 流れ 小 雲がある対流 流れ ＋ 潜熱 大 海面水温 降水量分布 雲量分布 太陽エネルギー分布 蒸発量分布 雲の凝結による熱の分布