二酸化炭素による地球温暖化説は本当に正しいのか?〜気候変動を考える時に人類の行くべき道は脱炭素か低炭素か?(3)


ある物体に電磁波(光は電磁波の一種です。)が当たると熱放射、熱吸収、熱透過が起こります。

つまり

1=吸収率+反射率+透過率

となります。

キルヒホッフの法則より、吸収したエネルギーと物体が放射するエネルギーは等しいので

吸収率=放射率が成立します。

黒体について考えると反射率も透過率も”0″ですので、吸収率は”1″、すなわち放射率も”1″です。以下に様々な事物体の放射率について示します。


たとえば、光沢のある金属では、ほとんどが反射率90%以上です。したがって、反射率はρ=0.9となり、また光は透過しないので透過率τ=0です。となります。鏡面光沢金属の放射率は一般にこのように低いのです。気体による熱の反射こそが温暖化の原因と言えます。気象学者言わせたら、そんな簡単な事じゃないよと言われるでしょうが、今回はすごく単純なモデルを作る事が目標ですのでお許しください。

まず二酸化炭素による地球温暖化説で鬼の首を取ったように出てくるこのグラフですが、

本当のグラフはこうです。

二酸化炭素の割合の変動はこの細い線の中の出来事です。1ppm = 0.0001%ですから1750年280ppm=0.028%だったものが2000年に380ppm=0.038%になったにすぎません。

次に今までかなり熱放射について説明してきましたので、大分熱放射についてご理解いただけたと思います。地球温暖化の論文を読むと窒素や酸素の熱放射は0という事になっています。これが私にはどうにも理解できません。分子である以上分子振動を起こしており、共振しやすい周波数の電磁波があって熱吸収や熱放射が起こるような気がします。しかし、私の考えを裏付ける論文を見つける事が出来ませんでしたので、泣く泣く窒素や酸素の熱放射は0とします。考えられる理由としては、窒素や酸素には電気的偏りつまり極性がないからかとも思いましたが、それなら二酸化炭素にも極性はありません。

地球の大気を構成する気体の中で水蒸気が一番支配的な温室効果ガスです。水の温室効果、または放射量は大体75W/m2で、二酸化炭素は32W/m2です(Kiehl 1997)。この割合は地球の表面に戻ってくる赤外線放射の計測でも立証されてます(Evans 2006)。概算のためメタンは温暖化係数から考えて放射量は800W/m2とします。

水蒸気の大気中の割合は温度と水蒸気の供給環境によって決まっており最大4%程度になりますが1%を下回ることもあり、場所や時間によって大きく変動します。では平均はどれくらいかといえば分かりません。分かりませんので2%とします。あまり、科学的ではありませんが当たらずと言えども遠からずと言った所でしょう。概算をするためなので仕方ありません。メタンの大気中の割合は1860ppbです。

10億ppb=100%

1860ppb=0.00000186

水蒸気の放射量は大体75W/m2で、二酸化炭素は32W/m2です(Kiehl 1997)。

これを元にそれぞれの温室効果おける貢献を計算します。

水蒸気

75×2=150

二酸化炭素

1750年  32×0.028=0.896

2000年  32×0.038=1.126

メタン

800×0.00000186=0.0015現時点ではメタンは温暖化にほとんど関係していないので無視します。

1750年の温室効果   150.896

2000年の温室効果    151.126

約1.0015倍です。

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