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2014-11-21

江守解説では 不充分であるし 不正確かもしれない。ん?注4があったか。それでも 重点が どうなのか、、

12:40

二酸化炭素の増加が温暖化をまねく証拠

私が答えます:地球環境研究センター 温暖化リスク評価研究室長 江守 正多


(a) 二酸化炭素分子は、赤外線を吸収するだけでなく放出する

(b) 赤外線を吸収・放出する二酸化炭素分子の量が増えれば、地表に届く赤外線は増える


なぜなら、ひとたび赤外線が分子に吸収されても、分子からふたたび赤外線が放出されるからです(注4)。そして、二酸化炭素分子が多いほど、この吸収、放出がくりかえされる回数が増えると考えることができます。図2は、このことを模式的に表したものです。二酸化炭素分子による吸収・放出の回数が増えるたびに、上向きだけでなく下向きに赤外線が放出され、地表に到達する赤外線の量が増えるのがわかります。


(注4)正確には、分子が吸収した赤外線のエネルギーは分子間の衝突により、玉突きのように別の分子に受け渡されていき、別の分子から赤外線が放出される可能性が高いです。これを考えに入れても、今回の説明には本質的な影響はありません。

温暖化の科学 Q8 二酸化炭素の増加が温暖化をまねく証拠 - ココが知りたい地球温暖化 | 地球環境研究センター
Re:「これを考えに入れても、今回の説明には本質的な影響はありません。」??

私には、

江守 正多「分子が吸収した赤外線のエネルギーは分子間の衝突により、玉突きのように別の分子に受け渡されていき、」

ここが 「温室効果」といわれる筋書きにとって 重要な展開曲面だと思われるが。

特に 地表面高度ゼロmm近傍の気温を考えるならば。

赤外活性ガスが 吸収したそのエネルギーを周囲空気分子に伝えて周囲空気を暖める。ここ。温まった分だけの灰色黒体近似ランダム赤外放射しか返さない。

Re:「吸収、放出がくりかえされる回数が増える」かな?

これは 直ちには言えないかもしれないぞ。空気の黒体放射のうち 15μm波長帯は 既に二酸化炭素によってまかなわれているのだから、だとしたら、未励起二酸化炭素の密度は充分足りており 励起or未励起の吸収放出回数も 特段変わらないのではないか? 励起-未励起 確率半々な二酸化炭素が ただ増えるだけってことにはならないか?

私は より薄い地表面境界層で 地表面放射エネルギーが空気に受け渡されるようになることが及ぼす影響を 検討してみたい。

CO2倍増すれば、地表面から放たれた15μm赤外光の一回目の吸収までに要する距離が半分になるであろう。

すると 地表面ゼロmm近傍の気温は上昇するであろうし、地表面温度そのものも若干上昇するであろう。

  • (すると地表面から大気の窓を通して出て行く8~14μmだかあたりの赤外光も増える。)

この地表面近傍の状況が 対流圏LTEや  成層圏下部15μm赤外線放射層へ及ぼす影響を 検討してみたい。

  • 地表面近傍の薄層高温化で(熱密度(?)が増せば)(エクセルギーが増え) 対流が より活発化、上空への対流熱伝達率も増すかもしれない。

-

断熱減率もあり、上空の気温が低く その気温に応じた空気の放射も 上向き大気放射のほうが 下向き大気放射よりは 若干大きかろう。

08:48

Re:「15μmでは地表で地球放射と同じ大きさの下向き大気放射が観測される」

大気圧大気中からの観測では観測器近傍半径5~10メートル以内空気からの15μm放射を測ることになるので、断熱減率の分だけは 上向き大気放射のほうが 大きいのではないか?

それと 本当の地表面高度ゼロmm近傍あたりでは 放射平衡は崩れているのではないかと想像しています。

これが ひいては対流の駆動源の一部ともなっているであろうと。そのほかの伝熱経路には 並進温度(いわゆる分子間衝突による剛体モデル分子の運動エネルギー)やら、 Tk=Tv=Tr

そのほか、問題となる観点のいくつか

「周囲の空気を暖めることなく」?

http://ahf.g.hatena.ne.jp/raycy/20141120/1416472722

成層圏下部あたり 15μm赤外光が発せられていると思われるあたりの温度が 成層圏オゾン層の太陽紫外線励起のみでほぼ決まるのか あるいは 対流圏からの温度やエネルギー供給の影響もあるのか

環境白書の言い回し 説明「地表から放射されたエネルギーは、雲等によってとらえられ、その大部分が地表に向かって再放射されている」が 地表への再放射の主役を二酸化炭素等GHGに特定したような表現を採っておらず いくらか正しげに感ぜられる。雲を介在物に挙げている、、

00:18

平成6年版の環境白書 第2節 物質・エネルギー循環等に見る環境負荷の現状と課題 

3 エネルギーの循環等

第序-2-10図は、地球に注がれる太陽エネルギー量を100とした時の、大気・地表系のエネルギー・バランスを示したものである。入射したエネルギーのうち30は雲などによって直接反射され、雲等を通過して地表面に吸収されるのは、約5割程度である。これに対して、地表から放射されたエネルギーは、雲等によってとらえられ、その大部分が地表に向かって再放射されていることがわかる。すなわち、大気、雲は太陽からの入射線は比較的簡単に通過させるが、地球からの熱放射はなかなか通さず地表に再放射して、地球を暖めている。

環境省_お探しのページは見つかりません

雲を 捉える主役のように書かれており、再放射にも 関与しているふうにも受け取れる。

あれ?二酸化炭素については この部分では 述べてないな、、それも問題か。二酸化炭素のことは どう書いてあるのかな?


これ以外の数例の書きぶりだと、地表への再放射の主体が 明記されておらず、二酸化炭素の再放射によって 地表が温められるようにも 受け取られかねない。

    CO2などの温室効果ガスが増えると、地表から放射された熱は、温室効果ガスに吸収され、地表に向かって再放射されてしまいます。 SmaSTATION-5
    温室効果ガスは、この地表から放射される熱の一部を吸収して再び地表に戻す役割を担っています。これを再放射といいます。 地球温暖化について学ぼう


だが、

地上に向かって赤外線を再放射する主体は 二酸化炭素ではない。その他の赤外活性ガスを合算しても ありえない。

二酸化炭素や赤外活性ガスの再放射だけで説明がつくのは 無理に説明しようとしても 最大でも3分の2程度までである。

吸収する面で ことに 15μm帯などでは 二酸化炭素が活躍する。だが吸収においてであって、再放射のチャンスは 実はあまりないようなのである。吸収したエネルギーは 周囲の空気に分配されて暖めるのに使われてしまう。


これが正しいためには 空気が 気温に応じて 灰色体放射をしていなければならない。

地表面起源の15μm赤外放射の帰還率は 限りなくゼロに近いのではないか。実際には CO2ガスに吸収されて 分子変角振動=振動温度となったのち ただちに空気との分子間衝突で空気を暖めることになり、

00:06

二酸化炭素のみで構成され しかも 二酸化炭素間の分子間衝突もないとすれば

振動温度から射出までの時間の遅れは 若干あろうが、5割が地表方向に向かうことになるであろう。

これを 私は ハーフミラーモデルと呼んだ。この場合 トータル帰還率は 3分の2となる。

しかし 実際には空気があり 他の分子との分子間衝突のほうが 射出までに要する時間よりもはるかに短いらしいので、射出されて地表に向かう15μm赤外線は ごくわずかとなってしまうのである。

では 地表が受ける 空気側からの放射は どこから発せられているのか? 空気の温度自体からの黒体放射成分がほとんどなのではないかと推察する。

ゲスト



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