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2007年9月30日 (日)

CO2増加が温暖化に繋がる理由

まず最初に余談なんですけど、
初めてフラッシュ(FLASH)作っちゃいました。
「Suzuka」というフリールールで作りました。(HP
作るの面白いですね。
10年ほど前、「ディレクター」というソフトを触った事があったので制作概念が解かってたので楽でした。
そういえば「ディレクター」もマクロメディア(現アドビシステムズ)の製品でしたね。

「co2_2.swf」

 イメージ図

<ここから本題!>
地球は太陽から熱をもらって温められているわけですが、暖められ続けるだけじゃ地球は茹ってしまうわけです。
地球は放熱のシステムもちゃんと有ります。
それは、地表からの赤外線放射という手段です。
地表の熱を赤外線エネルギーとして宇宙に放射し、地球の熱を冷ましているわけです。

しかし、その赤外線放射を阻害する物質が大気圏には存在するのです。
それがCO2(二酸化炭素)です。
CO2は、赤外線が当ることにより振動し、発熱してしまうんです。

CO2の振動周期が、赤外線の波長と全く同じなんです・・・、って言うと語弊がありますが、同調してしまう性格なんです。
赤外線がCO2を振動させ、赤外線自身はそこでエネルギーを消失し、CO2の振動エネルギーは熱エネルギーへと変換されていくわけなんです。
これにより地球の大気が暖められてしまうわけなんです。

CO2が地球上に増えるとですね、その変換効率が向上してしまいます。
せっかく地球が冷却システムとして赤外線を放射しているのに、CO2の存在がそれをまた熱に戻してしまうわけなんですよ。
これが地球温暖化のメカニズムです。 他の温暖化ガス(メタン、フロン系など)もほぼ同じ原理です。
解かりますでしょうか?

 

光は、電磁波の一種です。
電磁波は「電波、赤外線、可視光線、紫外線、X線、ガンマ線」などに分類されます。
これは電磁波の波長によって分類されています。
太陽光の中にも電波からガンマ線まで、あらゆる波長が存在します。
この中の「可視光線」が一般的に光と呼ばれているものです。

赤外線や可視光線は、世の中の多くの分子構造を振動させる性質があります。
金属、木材、土、水、人のヒフ、それぞれの物質に、それぞれ対応する電磁波の波長があります。
あらゆる波長の電磁波が、あらゆる物質の分子を振動させて、その振動エネルギーはその場で熱エネルギーへと変化します。
電子レンジが一定の電磁波照射によって水分子だけを加熱しているメカニズムと同じです。
これが、太陽光によってものが温まる仕組みです。

対応する電磁波の種類は、その分子が持つ振動の性質によるモノで、その振動は、分子構造を形どる原子の重さに関係してきます。
これは、振り子の重さを変えると、振り子のリズムが変わるのと同じです。
その原子の性格によるモノでは有りません。(燃えやすいとか、酸化しやすいとか、希ガスとか、まったく関係ないんです)

この話が温暖化の原理にもつながります。
二酸化炭素が現在、温暖化ガスとして騒がれていますが、
これは、CO2が赤外線の波長と反応しやすいことが原因です。
地球の地面から発せられる(&反射する)赤外線が宇宙に放出される事を阻んでしまうからです。
赤外線は、CO2を振動させ熱に変化してしまいます。
これが熱を溜め込んでしまう温室効果の原理です。

 

地球の二酸化炭素濃度は、ここ50万年ほどずっと200~300ppm(0.02~0.03%)だったという。(氷床コアによる実観測)
つい最近、300年前は280ppmだった。
それが歴史のうねりである「産業革命」を経て、そして昨今数十年の石油時代・・・。
現在、二酸化炭素の濃度は350~380ppm(0.038%)程になっている。
このCO2濃度の上昇は、赤外線による分子振動効果、そこからの発熱量を考慮して計算すると、ほぼ昨今問題と成っている地球温暖化の温度上昇と合致する。

赤外線の特性や、原子レベル、量子レベルの科学を知らない、知ッタカ御意見番などの中には「CO2のよる温暖化は嘘だ!」と叫ぶ人がたまにいる。
まるでこの記事の池田清彦教授のような。

 

また、「人類によるCO2の排出量は、全地球レベルの自然界の排出量に比べたら数%でしかない」と言い、「CO2増加は人間のせいではない」と叫ぶ人もいる。
これは単純に・・・算数の出来ない人の意見と言わざるを得ない。

自然界には、活火山を代表として多くのCO2排出源がある。
これらの年間排出量を仮に100として、人類が出すCO2の年間排出量を1とした・・・とする。
産業革命以前は数万年単位で、急激なCO2濃度の変化は無かった。
ということは自然界には、1年を通じて100排出し100吸収するというCO2のサイクルがあったことになる。
(1気圧時、地球の平均気温が15度の時に安定する数値・・・、ていうか逆に、サイクルが安定した条件が1気圧、15度だと言える)

そこで、人間の出すCO2である「1」が大問題となってくる。
人間を含めて今の地球は101のCO2を排出して100を吸収するというサイクルを繰り返している。
いや、環境破壊により、吸収分は99とかそれ以下になっているかもしれない。
人類社会が排出しているCO2分の丸々「1」と吸収量減の「1」、合わせて「2」が地球の大気に残留していくことになる。

地球の大気に有るCO2の総量を仮に1000、自然界の年間排出量を100、自然界の年間吸収量を99、人類社会の年間排出量を1としたとき・・・、 毎年2ポイントずつ増える事になり、それが例えば150年間続いたとすれば、地球の大気に有るCO2の総量は結果的に、1300となる。 1.3倍だ。

「数%しかないから大丈夫」だって?? バカ言っちゃいけない。
たとえ1%でも、それが10年続けば年間排出量の10%分が大気に残る事になり、それがCO2濃度の上昇という数値に表れてくる。
過去数十万年単位で300ppmを越えることが無かったCO2、それがここ200年程で一気に380ppm・・・。
結果、現在のCO2濃度は産業革命以前の1.3倍以上に成っている。

この上昇分である0.3ポイントのCO2を分子量で計算し、赤外線の反応量を計算・・・これらの科学的根拠により、CO2が問題視されているのであって、何も陰謀論や嘘偽りが先行して騒がれているということではないのだ。

CO2など温室効果ガスの分子構造が問題なんですよ。



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コメント

 金星のCO2からCO2の温室効果を計算すると
1:平均温度は737k
2:CO2の大気中濃度は約96%
3:大気圧は92気圧

1気圧でのCO2の濃度が1%上昇した場合の効果は
737/96/92≒0.083kとなり
現在の地球の大気中のCO2濃度は0.0381%なので、倍の濃度になった場合のCO2の効果は
0.083*0.0381≒0.003k≒0.003℃となります。
CO2の温室効果自体は微々たるものではありませんか?
問題は人工的な廃熱(発電所、工場、自動車、冷暖房など)と蓄熱(コンクリート、アスファルト)にあるのかもしれません(ヒートアイランド現象)。

投稿: | 2008年5月28日 (水) 17:42

CO2による温室効果というのは、単純に絶対温度からの割り算で求めるようなものでは有りません。
また、「大気濃度」で割った上で「大気圧」で割るのも、間違った計算です。 放射冷却量とCO2分子量で熱収支を計算するべきです。
金星は、大気の濁りによって地表が見えない星であり、放射冷却のメカニズム条件が地球とは違う場所です。
単純な計算で地球と比較する事は出来ません。

人類が人工的に発熱しているエネルギー量は、地球が太陽光から受けている熱量、エネルギー量からすれば、こちらこそ微々たる物です。
また、ヒートアイランド現象というのは、都市の構造により熱分散が行われにくくなったが故に起こる現象であり、地球規模の熱収支に影響するものではありません。 ヒートアイランドが地球温暖化に影響すると言えるのは、エアコン使用の増加による電力消費、これによるCO2の増加・・・ほぼこの流れだけです。

投稿: Snow(ブログ主) | 2008年5月29日 (木) 01:13

得られた熱エネルギーは運動エネルギーで消費されるが
それでもまだ熱エネルギーを発するというなら
いったいその熱エネルギーはどこから来るの?
二酸化炭素は大気中に固定されてるんですかね?
すごく疑問です。

二酸化炭素が吸収できる赤外線の周波数もごく限られた範囲のみですが、それについて説明が無いのも
説得力に欠けます。

赤外線のほとんどは水が吸収します。
もちろん、二酸化炭素が吸収する周波数の部分も
含まれてますので、二酸化炭素が吸収して得られる熱エネルギーはごくわずかです。

温室効果が無いとは言いませんが

温暖化の原因の説明としては、まったく説得力ないです。

ただ、人工的なエネルギーが太陽から受けてるエネルギーに比べ微々たる物というのは確かだと思います。
つまり、人工的な二酸化炭素の排出量など
自然の前では微々たる影響しか与えれないということです。

投稿: ?? | 2009年7月27日 (月) 19:47

>??さん
貴方は、温暖化に「二酸化炭素は関係ない」というスタンスでおられるのですね。そう言う人の意見も有意義なので大歓迎です。
 

>いったいその熱エネルギーはどこから来るの?

太陽から・・・と書いてあると思いますが、文章でご理解頂けなかったでしょうか。

 

>二酸化炭素は大気中に固定されてるんですかね?

二酸化炭素を分子単体で見た場合は固定化されませんよ。
光合成などで炭素が循環します。
その辺も全て説明をしなくてはいけませんか?基本的な内容を端折るのはダメでしょうか?
人類の営みによって二酸化炭素の排出量が増え、そしてその量が、光合成などによって地球全体が吸収する量を超えてしまった。それ故に二酸化炭素の濃度は上昇しています。一度出した二酸化炭素が固定化されている訳では有りません。

 

>赤外線のほとんどは水が吸収します

つまり、海や雲、水蒸気にって言いたいわけですね。
そうですよ。
水や水蒸気、酸素や窒素、全ての地球の物質が太陽からのエネルギーを受け止めて、地球の平均気温は15℃という温度、絶対温度で約290ケルビンを保っているわけです。
地球の物質がもし太陽エネルギーを一切受け止めないならば、地球は絶対零度なのでしょうかね。しかし現実は、地球のあらゆる物質によって290ケルビンをいう高温を維持しています。水や酸素、窒素、二酸化炭素、地面、大地に有る全ての物ののおかげです。

水の温室効果について知っているなら、温暖化の大部分を理解するのはもう少しですね。

太陽からの大部分のエネルギーは、二酸化炭素以外の物質によって地球に蓄えられています。しかし、それらの多くの濃度は変化していません。二酸化炭素など温室効果ガスと言われる物質の濃度が上昇することで、エネルギーを蓄える能力の平均値が上がってしまう訳です。

また、
例えば、最初に水蒸気濃度が上昇して温暖化・・・という流れは起こりません。最初に温室効果ガスによって気温が上昇し、それによって大気中の水蒸気量が上昇し、そこで初めて水蒸気による気温上昇が起こります。つまりこれは飽和水蒸気量の原理です。
水蒸気というのは二酸化炭素以上に温室効果をもたらすガスですが、大気中で真っ先に増える事はありません。よって水は温室効果ガスのカウントに入らないわけです。


>二酸化炭素が吸収して得られる熱エネルギーはごくわずかです。

そうですね。
ごくわずかの変化ですね。
絶対温度、290ケルビンが294ケルビンに上昇する、これが懸念されている地球温暖化ですからね。約1/100の変化なんて「ごくわずか」と言って差し支えないでしょうね。
人類にとっては大きいですけど。

投稿: Snow | 2009年7月27日 (月) 20:09

「温室効果」= 大気の“質量”効果

地球の平衡点@5500mと地表の温度差33℃、これを「二酸化炭素地球温暖化論」では《温室効果》と呼んでいる。

この33℃は、地球に大気と重力場(気圧)があることによります。

大気があることによって、平衡点≪地球の表面》は上空にずれます。

また大気があるこよによって、熱の移動媒体が放射以外に伝導と対流(渡潜熱)でわけあうことになる。

このうち、地表が低温であることにより、放射の役割は殆ど無いに等しい。

500℃以下では伝導と対流が主体になる。

(地表の熱は伝導を介して大気に伝わる。大気は熱膨張して密度が小さくなって上昇(対流)し、5500mあたりの上空で熱を宇宙に放出して密度が大きくなり降下する。)

「二酸化炭素地球温暖化論」というのは、この重要な「大気」と「重力場」がないことに因る欠陥論といえるでしょう。

この「33℃」というのは、実際は≪大気の質量効果》というべきものです。

「大気」とは大気全体のことです。特定の気体ではない。

その主体は99%窒素、酸素です。

これにアルゴンを加えると99,99%です。希ガスであるアルゴン(0,9%)より桁違いに希ガスである「二酸化炭素」など無視できます。

大気全体の質量であって、それは太古から変わらないものです。

二酸化炭素が“溜まる”とか熱が溜まるとか熱力学に反することを賜ることに意味があるとはおもえません。

莫大な資金を散財させられてることに何の意味があるのでしょうか。

重力場は実際あるわけだから、もし本当に「温室効果」というのでで33℃上昇するなら、地表は平均48℃にならなければならないのです。

これはイラクの最高温度に近い灼熱地獄なのですが、そういうことは無いはずです。

簡単です、33℃は、地球の重力場によるものです。

それは重力による≪大気の質量効果》です。

所謂「温室効果ガス」等いかなる、「モノによっても変わるもの」ではない。

今やられている二酸化炭素削減対策は、科学云々以前に、二酸化炭素デリバティブ!です。

誰も「CO2削減」などしているわけではないが、まったく意味がないことに莫大な税金を浪費しているようです。

国民はそのことに早く気ずくべきでしょう。



投稿: 冬景色 | 2009年12月 6日 (日) 11:30

整理してみましょう。・・

◇地球が受けれる“エネルギー”:
  地球が受けることができる、そして受けているエネルギーは次の二つであって、この二つのみです。!

①太陽エネルギー   太陽からのエネルギー量(太陽定数):(最大)約1366W/m2
 “地球”の平均気温〈放射平衡温度〉:-18℃@5500m、500hPa
  大気表面の単位面積に垂直に入射する (-270~-18=252℃)
       シュテファン・ボルツマンの法則
②重力場のエネルギー g;980cm/sec^2 (1013hPa) 
 “地表”の平均気温:+15℃@地上近辺(1013hPa)
   (-18~+15=33℃)   -18 + 33 = 15℃
〈①に対し33℃=0,6×55〉 気温減率:0.6℃/100m
  重力場が分子の〔質量〕に対して“仕事”をする結果【熱】を与える。
〈熱力学第一法則/ ボイル・シャルルの法則〉PV=nRT(V:一定)


よって、エネルギーでないもの〈二酸化炭素・温室効果ガス等〉によって地球の温度が変化することは決して無い。〈熱力学第一法則・エネルギー保存の法則〉
   
所謂【温室効果】と言っているのは〔33℃〕の部分ですが、正しくは【重力場】のエネルギー(→気圧)によるものです。

CO2を含め、特定の物質やその濃度とかではなく、もっと大きい〔地球の質量〕が作るエネルギーです。重力場(引力)に“大気全体”の《質量》が作用して、気圧(P)となり、温度(T)となっているのです。

よって二酸化炭素云々は意味を持ちません。小さすぎます。

地球の保温に寄与する99,99%が窒素、酸素、アルゴン(0,9%)なのです。(大気の組成)


【熱】(J)が伝わるための条件・・①+②
①必要条件(熱力学第一法則) エネルギー(Virtualはだめ!)
②十分条件(熱力学第二法則) 〔温度差〕(相手より高温であること)


投稿: 冬景色 | 2009年12月 6日 (日) 12:09

熱に関しては「熱力学」の法則が自然の摂理です。

熱の伝わりには。エネルギーと温度差しかありません。

熱力学では、2つの系が接触し、自然に一方から他方に熱エネルギーが移動したとき、2つの系の間には温度差があると考える。

熱エネルギーが移動しないなら「温度差」がないとする。

熱が溜まるということはアリマセン。8エントロピー増大の法則)

もし、溜まるとか阻害されているということでしたら、「温度差」が無い。つまり環境温度になっているということです。

大気の温度は基本的に気圧によって決まってしまいます・ボイルシャルルの法則です。

大気の平均温度はー18℃@5500m、500hPaです。

対流圏上層1万mではー50℃、260hPaです。

全部ー50℃になって温度差がなくなるので、その温度をたもつでしょう。

上空は必ず、地表より低温です。従って地表からの放射冷却放射がさえぎられることはありません。

ただし、雲があると熱容量(温度の慣性)がたかいので、放射をゆるりと遅延(時定数)させることはあります。しかしおくらせるだけで、おおくなったりすくなくなるのではありません。

なお、地表は低温につき、放射より伝導・対流が主体となります。地表の熱は放射でそのまま伝わることもあるが、すぐ減衰してしまう。

殆どは地表の熱は伝導で大気に伝わり、熱を受けた大気が膨張して上空で熱を吐きだすのです。

いずれにしても、「温度差」のみに左右されるのです。
温度差がなくなると「熱」は移動しない。(熱力学第二法則)

投稿: 冬景色 | 2009年12月 6日 (日) 12:34

二酸化炭素は確かに温暖化ガスですが、では100ppm増加分の効果は幾らかというと、IPCCの数字でも1.66W/㎡です。
この数字に釣り合う放射平衡温度は+0.3℃程度。

CO2がこのまま増えても今世紀末に3℃とか4℃とか上昇するような数字ではありません。せいぜい+1℃の効果です。


コンピュータシミュレーションの結果は、『何か』で増幅された結果のようですよ。
その『何か』は把握されていますか?

投稿: | 2010年2月21日 (日) 13:39

1/100の変化が人類に多大な影響を与える根拠でも示したらどうです?

説得力にかけますよ

投稿: 秋雨 | 2010年3月18日 (木) 09:21

「温室効果ガス」と言っているガスはすべて「冷媒」といわれる冷却効果の高いガスです。

大気には、二酸化炭素」という天然の「冷媒」がはいっているのです。

なお、「温室効果」・・低温(大気)で地表を加熱する・・というのは、金星等を含めてすべての惑星で実在できないものです。

なぜなら金星等を含めてすべての惑星で大気は地表より低温です。(第二種永久機関)

投稿: 冬景色 | 2010年4月 8日 (木) 08:28

>冬景色さん
あなた「冷媒」の何たるかも知らないようで。
それとも、知っててわざと「それっぽい言葉」として使ってるんですかね。もしそうならうざいですね。

投稿: Snow | 2010年4月 8日 (木) 12:02

「冷媒」以外にも反論されないのですか?個人的には、ここの議論を楽しみにしているのですが・・・

投稿: | 2010年6月 1日 (火) 00:32

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