2018/7/28

温室効果の90%は水蒸気・・・人為的二酸化炭素の影響は極めて小さい  温暖化問題
 

■ 温室効果ガスが無ければ地球の平均気温はマイナス18度 ■


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上の図は太陽からのエネルギーや地球自身が発するエネルギーが宇宙空間に放射される過程を示す図です。

1)太陽からのエネルギーは大気や雲や地面で30%が宇宙空間に反射される
2)残りの70%は一旦、地面や水や大気に吸収され、それらを温める
3)吸収された70%のうち64%が大気から宇宙に放射される
4)残りの6%も最終的には大気から宇宙に放射される

この図だけを見ると、地球の温度は宇宙の温度である極低温と等しくなると勘違いしがちですが、地球の平均温度は約15度です。

地球を真空中の浮かぶ黒い鉄球と過程します。これに光を当てると鉄球は光を吸収して温度が上昇しますが、ある一定の温度に達すると、鉄球の温度は一定を保つ様になります。この時、鉄球は温度に応じた赤外線輻射によってエネルギーを放出していますが、光による入射エネルギーと鉄球の赤外放射が同じ値になる温度が、温度均衡点となります。

地面や海水なども太陽光のエネルギーで熱を持ちますが、地球に大気が無ければ地表の気温はマイナス18度で安定します。(地球の反射率を0.3として計算)

地球の気温を生命にとって快適な温度に維持しているのは「温室効果ガス」による「大気の蓋」です。「温室効果ガス」は、地表から宇宙に向けて放射される光を吸収する気体で、二酸化炭素やオゾンやメタンなどが主なものになります。

吸収された光(赤外線を含む)のエネルギーは分子振動に返還され、大気の温度を上昇させます。

■ 実は最大の温室効果ガスは水蒸気 ■


下のグラフは日本において「温暖化問題」の総本山である地球環境センターのホームページに記載されている、大気による地表からの宇宙に向けた光の吸収スペクトルです。

地球から放出される放射エネルギー(紫外線 + 可視光 + 赤外線)の地表近傍と衛星軌道上での比較グラフで、その差が温室効果ガスによる光エネルギーの吸収となります。。

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「ここが知りたい温暖化」の「水蒸気の温室効果」 地球環境センターより

説明文にはこうあります。

「現在の大気中の水蒸気やCO2がもつ温室効果の強さを示したのが図1です。水蒸気は広い波長域で赤外線を吸収するため、温室効果としてもっとも大きな寄与(48%)をもちます。しかし水蒸気はすべての波長の赤外線を吸収するわけではなく、15µm付近の赤外線はCO2によってよく吸収されます。このため全温室効果に対するCO2による寄与は21%程度になります。」

地表から放出される光(エネルギー)のうち、48%が水蒸気によって吸収され、21%が二酸化炭素によって吸収されると説明されています。さらに雲による地表への反射が19%あるので、水蒸気による温室効果の影響は67%となります。

確認の為に島津製作所が赤外線分光器の説明で水蒸気と二酸化炭素の吸光スペクトルの比較を掲載しているので、二つのスペクトルをスケールを合わせて合体してみました。
https://www.an.shimadzu.co.jp/ftir/support/faq/faq.htm

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二酸化炭素と水蒸気の赤外線吸光スペクトル比較

水蒸気の吸収波長は15μm以上の波長までも伸びているのでこのグラフでは入り切れませんが、いずれにしても、二酸化炭素よりも水蒸気の方が「幅広い波長において光を吸収する=温室効果が高い」事が分かります。


■ 水蒸気の影響は95%あるという説 ■

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上の円グラフは温室効果の割合を示すものとして一般的です。

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上のグラフは「二酸化炭素による温暖化仮設」の懐疑派が引き合いに出す温室効果の割合を示すグラフです。水蒸気の影響が95%と高く、一方、二酸化炭素の影響は3%に過ぎません。

何故、この様な開きが生じるのでしょうか?

世界の温暖化問題の総本山「気候変動に関する政府間パネル(ICPP)」など「二酸化炭素による温暖化仮設」の支持者は、「地表と大気上空での光放射の差」だけを比較して温暖化を論じています。

しかし、実際には水や水蒸気が地球の熱循環に与える影響は、光の吸収のみで無い事は簡単に分かります。地表か海面から水が蒸発する時に大量の気化熱を奪い、これらは大気の循環によって上空に上昇し、断熱膨張によって水に戻る時に液化熱を放出します。

同様の事が海水でも起こります。太陽の熱に温められた海水は、海流となって世界を巡ると共に、極地方では冷却され深海に潜り込みます。深層海流は長い年月を掛けて上昇へと再び浮上します。

この様に水や水蒸気は地球の熱循環において支配的な役割を担っており、これらの複雑なプロセスの効果を見込めば、地球を暖める温室効果の90〜97%を占めるというのが「二酸化炭素による温暖化」懐疑論者の主張です。


■ 水蒸気の影響は無視できる、或いは副次的だとする温暖化支持者 ■

「二酸化炭素による地球温暖化仮設」の支持者はICPPは、「二酸化炭素は大気に人為的に強制的に注入されて上昇いているが、水蒸気量は気温によって定量的に決まるので、水蒸気の温暖化の影響は無視できる。或いは、二酸化炭素による気温上昇で水蒸気量が増えるので、二酸化炭素による温暖化は水蒸気による温暖化を二次的に引き起こす」などと説明しています。

バカです。

二酸化炭素が水に溶ける事は良く知られています。二酸化炭素の水に溶ける量は温度によって決まります。人類は産業革命以来、大量の二酸化炭素を放出し、森林を伐採して二酸化炭素の吸収を阻害して来たから、大気中の二酸化炭素が増え続けていると温暖化論者は主張しています。

しかし、大気中の二酸化炭素量も、水蒸気量と同様に海水温によって定量的に決まります。海水温が高くなれば、大量の二酸化炭素が海水から放出され、大気中の二酸化炭素濃度は上昇します。一方、海水温が低くなれば大気から二酸化炭素が海水に取り込まれ、大気の二酸化炭素濃度は減少します。

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上のグラフは海水温度と二酸化炭素濃度の変化を表すグラフです。海水温度は様々な地点を平均化したものです。二酸化炭素濃度はハワイと南極で観測されたものの平均値かと思われます。(詳細不明)。このグラフを見ると、海水温度が上昇した後に二酸化炭素の濃度も上昇し、海水温度が低下した後に二酸化炭素濃度も低下している事が分かります。

これは海面において大量の二酸化炭素が吸収、或いは放出を繰り返している事を示します。そしてそれは海水温に依存する。

ここで注目されるのは、人類の放出する二酸化炭素は年々増え続けているのに、二酸化炭素は海水温が低下した時には低下する点です。これは二酸化炭素濃度が地球上で平衡状態にある事を示します。「二酸化炭素濃度は海水温度によって定量的に決まる」と考えて事が自然です。

「近年の大気中の二酸化炭素の増加は、地球の気温(海水温)が何等かの影響で上昇している為に、海水中から大気に放出される二酸化炭素が増加する事で起きている」と考えるのが科学的思考です。


「水蒸気は気温によって定量的に決まるから温室効果ガスとしての効果は無視できる」のであれば「二酸化炭素の濃度は海水温によって定量的に決まるので温室効果の影響は無視できる」と言う事も出来ます。

様は、人為的に放出される二酸化炭素の量を多少減らした所で、人類が海水温をコントロール出来ないのであれば何ら意味を持たないのです。


■ そもそも過去の気温上層を説明出来ない「温暖化仮設」 ■

「人為的二酸化炭素による地球温暖化仮設」、これは「産業革命以来人類が排出してきた二酸化炭素の大気中での増加によって、地球が温暖化している」という仮説です。

現在分かっている事実だけを書き出します。

1) 産業革命以降、地球の気温は上昇を続けている
2) 気温上昇のペースは近年になる程拡大している

この原因として着目されたのが「人為的二酸化炭素の排出量の増大」です。二酸化炭素には「温室効果」が有る事は昔から知られています。(詳しくは後述します)そこで、一部の研究者が次の様に考えたのです。

1) 気温上昇が顕著になった近年で大気中で増えた温室効果ガスは二酸化炭素だ
2) 産業革命以降、人為的に排出される二酸化炭素は加速度的に増えている
3) 気温上昇と人為的二酸化炭素の増加は相関が有るハズだ

この発想から、二酸化炭素の温室効果に着目して、かなり強引に作り出した仮説が「人為的二酸化炭素による地球温暖化仮設」です。


しかし、地球の気温は太古より周期的に変化しており、人為的な二酸化炭素の排出が無い時代にも、気温が上昇する時代は何度も有りました。日本の平安時代から鎌倉時代初期は温暖で、海水温も高く、現在より海水面も高かった。海岸線は現在の内陸に入り込んでいました。霞ヶ浦や印旛沼周辺は入江でした。

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「中世の温暖期」と呼ばれる時代ですが、10世紀から14世紀はヨーロッパも温暖で、グリーンランドは草原に覆われていた。

ところが国際温暖化パネル(IPCC)は第4次評価報告書で「中世に比較的温暖だった時期があり、地域によっては現在以上に温暖だったことも示唆されるもののその証拠は一様ではなく、地球全体が現在よりも温暖であったとは言えない」と、不都合な事実を科学的根拠も「局所的現象」として片付けています。

中世の温暖期に世界的に気温が現在より高い事を認めてしまうと、「人為的二酸化炭素による温暖化」という詐欺が簡単に覆ってしまうからです。何故なら、人為的な二酸化炭素の排出が少なかった時代に地球が温暖化する原因を、「人為的二酸化炭素による温暖化仮設」は説明できないからです。


この様に「温暖化仮設」は二酸化炭素の温室効果だけに注目し、その他の要因を全て無視する事で成り立つ「トンデモ仮説」である事は、物理に詳しい方ならば直ぐに気付きます。
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2019/11/14  17:18

投稿者:ハノイの塔
>赤外線に対して完全に透明な箱を準備する必要が有ります
いや、そんな事もないですよ。
・透過率がそれぞれ違う箱を3種類くらい用意する。
・仮に、25%、50%、75%の箱があれば、それらのデータから
100%(完全透過)時のデータを類推する事は可能です。
AIを持ち出す必要すらありません。

AIシュミレーションがどういうやり方を取っているのか判りませんが
多くのパラメータをいじって、こちらが望む結果のみをシュミレートしている
なんて事はないのか、疑問ですね。
私は会社で、事象の原因とその影響度合いを知りたければ、
一度に動かすパラメータは一つだけ、複数のパラメータを同時に動かすと
わけが判らなくなる、と教えられたものですが。
そうやって一個一個地道にデータを取っていくのは時間が掛かりすぎるので
AIで一気に、というのは判らなくないですが、その中身がブラックボックスでは
出てくる結果を信用していいのかすら判らなくなりますね。

2019/11/13  11:29

投稿者:人力
ハノイの塔 さん

アクリルが赤外線に対して完全に透明では無い為に温室効果を持ってしいますね。ガラスはもっと透過し難い。この実験をする為には、赤外線に対して完全に透明な箱を準備する必要が有りますが、石英やレーザーメス用の特殊ガラスなどですかね。

地球の環境は複雑系なので、透明な箱に大気組成を閉じめただけの実験が、地球の系を再現するかと言えば疑問も有ります。大気上層での熱交換のシミュレーションにはなるのかも知れませんが。

複雑系の挙動をスーパーコンピューターでシミュレートするというのが「二酸化炭素による温暖化仮説」の出だしでした。ただ、モデルが完璧で無いので、結果も大きな誤差を含むものです。

現在はだいぶ改良されたとは思いますが、モデルやパラメーターを少し変えるだけで様々な未来の気温が生まれるシミュレーションで、求める「温暖化」という結果をチョイスしているのが現在の温暖化仮説です。

懐疑派も含めて「仮説」に過ぎないので、結果的には地球の気温の今後の変化が、議論に決着を付ける事になります。但し、温暖化派が正しい気性データを提出するとは限りません。(現に、様々な不正が指摘されています)

尤も、温暖化派は、気温が10年連続して下がったとしても「これは一時的な気温低下である」と言い続けるのでしょう。

2019/11/13  11:18

投稿者:人力
エレン さん

氷河期の二酸化炭素濃度は現在より高い事はご存じですか。地球の軌道による太陽エネルギーの減少が原因ではありますが、気温決定の主要因は二酸化炭素濃度ではありません。


赤外線と熱は別のものです。熱は分子振動を観測したものなので、物質が無い宇宙空間では熱は伝導しません。

赤外線は光の波長の長い電磁波です。これは真空中を伝搬します。

地球の大気上層から真空の宇宙空間にエネルギーを放出する際に、熱は伝搬出来ないので、赤外線として放出されます。

2019/11/10  20:32

投稿者:ハノイの塔
どなたかも書いていましたが、CO2の温暖化効果なんて
透明な箱を作って、CO2濃度の違う空気をそれぞれ太陽光で暖めれば
すぐに結果が出るでしょうに。
@透明なアクリル板等で、四角い立方体(2m四方もあれば充分か)を作る
Aその箱に、
A.CO2が0%の空気(窒素と酸素のみ)
B.普通の空気(CO2濃度0.04%)
C.CO2濃度0.4%(空気の10倍)
D.CO2濃度4%(空気の100倍)。ちなみに人の吐く息はCO2が4%くらいとか。
以上、4つの箱を太陽光に晒します。当然、すべての箱で内部の空気温度は上昇する。
(CO2ゼロのAの箱なら、温度上昇しない、なんて言う人はいないでしょう)
さて、Aの箱でX度だけ温度が上がったとします。もしCO2に温度上昇効果があるなら
Bの箱は(X+y)度だけ温度が上がるはず…y度が、CO2 0.04%による上昇分
では、10倍CO2のCの箱は(X+10y)度、温度が上がるのか、
100倍CO2のDの箱は(X+100y)度? ありえないでしょう。
例えば、真夏の自動車など、車内は15度くらい平気で上がるのでX=15度
仮にy=1度としても、Dの箱は115度も温度が上昇することになる。
温暖化論者の人たちは、CO2が0.01%増えただけで、
気温が1〜2度上昇すると言っているので、それに従うとyの値は5度くらいになり、
なんとDの箱は500度以上になる…なんてあり得ない話でしょう(いや、あるのか?)

2019/11/9  13:24

投稿者:エレン
一年前の記述に今頃反論するのもなんだかですが、幾つか気になる点がありましたので。

人類の放出する二酸化炭素は年々増え続けている
海水温がずっと上昇しています。

また炭素同位体観測により大気中のCO2は、海からのCO2ではなく、植物、土壌、化石燃料からのCO2の増加がどの緯度からも観測された、そうです。
また地球が宇宙に放射するエネルギーは、赤外線ですので、光と言いより、熱エネルギーが適切かと思います。

2019/11/9  13:14

投稿者:エレン
>ここで注目されるのは、人類の放出する二酸化炭素は年々増え続けているのに、二酸化炭素は海水温が低下した時には低下する点です。これは二酸化炭素濃度が地球上で平衡状態にある事を示します。「二酸化炭素濃度は海水温度によって定量的に決まる」と考えて事が自然です。

2018/8/15  4:04

投稿者:人力
bebet_silph さん

おっしゃる通り、人為的二酸化炭素の排出量の増加や、森林破壊による吸収量の低下は二酸化炭素濃度上層の要因になりますが、注目すべきは二酸化炭素濃度が時間軸で見ると増減している点では無いでしょうか?人為的な二酸化炭素の排出量は増加し続けているのに、濃度は低下する年が在ります。

www.env01.net/main_subjects/global_warming/contents/s003/rep01.pdf

上の論文を参照して頂きたいのですが、二酸化炭素濃度の上昇が気温上層に従属している事を証明しようとした論文です。

海水の二酸化炭素の吸収と放出が二酸化炭素増減の主要因であるとするばらば、現在の大気組成において二酸化炭素の分圧が飽和しているかどうかも重要となります。

過去10億年に渡り、二酸化炭素濃度は1/1000に低下しています。これは植物や生物による吸収によるものですが、その死骸の一部は炭酸カルシウム(貝化石や石灰石)や石炭の形で二酸化炭素を固定化しています。

過去の大気中の二酸化炭素濃度の分圧が現在より圧倒的に高かった事を踏まえると、海水中の二酸化炭素の様優良にも余裕が有る事が分かります。空気中の二酸化炭素濃度が上昇すれば、海水への溶融量も増えます。海水中の二酸化炭素濃度の上昇は、植物プランクトンの成長を活性化させ、食物連鎖によって動物性プランクトンや貝類、サンゴ類の骨格となる炭酸カルシウムの生成量が増えます。

過去の、現在よりも圧倒的に大気中の二酸化炭素濃度が高い時代にも二酸化炭素が減り続けている事より、海洋圏の二酸化炭素吸収能は人為的二酸化炭素の放出量の増加に比して十分高い事が分かります。

過去における二酸化炭素の供給源は、火山活動による地球内部からの放出ですが、シアノバクテリアが地球上に誕生して以来、二酸化炭素は減り続け、その代わりにかつては大気中にほとんど存在しなかった酸素が現在では大気組成の21%を占める様になりました。

こういう地球の大きな営みに大して、二酸化炭素主因の温暖化説は視野狭窄というか、針小棒大と言うか・・とても偏った視点の上の成り立っていると思えるのですが・・。

2018/8/10  12:08

投稿者:bebet_silph
時間軸で言えば、長い目でみなければならないと思いま
す。

ヒトが大気へCO2を大量に放出し、大気中のCO2濃度が上
がってきているのは事実です。

気温上昇要素を
・水蒸気
・二酸化炭素
上記2点にとりあえず絞って考えた場合。

ヒトがいない場合
・海面温度上昇によって、水蒸気・二酸化炭素が放出さ
れる
・水蒸気、二酸化炭素によって温室効果が生まれる

ヒトがいる場合
・海面温度上昇によって、水蒸気・二酸化炭素が放出さ
れる
・ヒトの生産活動によって、化石燃料・木材等から二酸
化炭素が追加的に放出される
・水蒸気、二酸化炭素によって温室効果が生まれる

気温と、大気中の水蒸気・二酸化炭素関係には相関関係
があるが、その相関にヒトが介在したとしても、長い時
間軸で見れば大した問題ではないかもしれないけど、だ
からと言って、ヒトのCO2排出行動が気温上昇に「全
く」寄与しない事を肯定できるわけではない。

従って、投稿者の意見はやや極論といえると思っていま
す。

2018/8/7  20:17

投稿者:ハノイの塔
温室効果って、そういうことですか。
とにかくCO2温暖化に関して、まともなデータはなさそうなので、
議論するだけ時間の無駄ですね。アニメを見るほうがよほど建設的です(笑)
ということで、先期・今期のまとめが早く見たいなー。
(それにしても環境センターは、いつまで欠陥データを載せておくつもりなのか…)

2018/8/7  11:30

投稿者:人力
チャコ さん

温室効果の基になったのは、ガラスの温室の内部が外部よりも温度が高い事を、ガラスが赤外線を吸収する為だと考えた為です。

しかし、これに疑問を持ってガラス素材を赤外線を透過する石英ガラスに替えて実験した学者が居ました。その結果、温室効果は20%程減少しましたが、温室効果は80%程は持続していました。この事より、ガラスの赤外線吸収による効果よりも、空気が外界から断絶されている事の方が温室効果に対する影響が大きい事が分かります。

「人為的二酸化炭素による温暖化仮説」が成立する為には、二酸化炭素の温室効果を過分に見込む必要がありますが、小規模な実験施設を作って実証実験をすれば、二酸化炭素の温暖化効果の影響を検証できるハズですが・・・シミュレーションでパラメーターを操作する事に終始している現在の研究者って・・・何だかな。

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