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.

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1 過去の気温変化

2 Newton ムック 2005 地球大変動 pp.114

3 Newton ムック 2005 地球大変動 pp.115

4 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

5 温室効果のメカニズム この理由とかなり似ている 鍋にふたをすると なぜ中のお湯は冷めないのか 湯

6 部屋の温度は どのように決まっているのか？ 1 ： 00 １５℃ 2 ： 00 １５℃ 3 ： 00 １５℃ 4 ： 00 １５℃ 室温１ ５℃ 一定 時間変化なし 室温 15 ℃ 家電製品等から ②暖気 （常に暖 めてい る。） ②暖気 （常に暖 めてい る。） 窓 ①寒気 （常に冷やしている） でも、温度は下がらない Why? ①＝②だから ＝エネルギーがバランス 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

7 地球にあてはめてみよう！！ その壱 がない場合の地球 1900 年 １５℃ 1930 年 １５℃ 1960 年 １５℃ 1990 年 １５℃ 一定 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

8 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 ・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。 200 度 50 度 お好み焼き屋 さんの鉄板 200 度 熱く感じ る 50 度 熱く感じナ イ 手手 赤外線 大赤外線 小

9 再び地球を考える。。。 ①＝②である ①にバランスする温度が１５℃である。 赤外線 エネルギー 太陽光 エネルギー 地表面

10 2100 年 X ℃ 2101 年 X ℃ 2102 年 X ℃ 2103 年 X ℃ がたくさんある地球 全てほぼ同じ温度であると 仮定する。 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！！ 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。

11 エネルギーバランスを考えよ う！ ① ① ② 地表 吸収 太陽光 赤外 Y℃Y℃ X℃X℃ ①地球表面がもらうエネルギー ②地球表面が失うエネルギーは？ 従って、 赤外が２コ なければならない 赤外を２コ出すためにはどうすればよいか？ エネルギーバランスの要請から ①＝② でないといけない！！ エネルギーバラン ス ＋ 赤外 １ コ ＝ ２ コ 太陽 １ コ 赤外 ②

12 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 ・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。 200 度 50 度 お好み焼き屋 さんの鉄板 200 度 熱く感じ る 50 度 熱く感じナ イ 手手 赤外線 大赤外線 小

13 エネルギーバランスを考えよ う！ ① ① ②② 地表 吸収 太陽光 赤外 Y℃Y℃ X℃X℃ ①地球表面がもらうエネルギー ②地球表面が失うエネルギーは？ 従って、 赤外が２コ なければならない 赤外を２コ出すためにはどうすればよいか？ エネルギーバランスの要請から ①＝② でないといけない！！ 地表のエネルギーバランス ＋ 赤外 １ コ ＝ ２ コ 太陽 １ コ 温度が 2 倍 あればよい！！

14 エネルギーバランスを考えよ う！ ① ① ②② 地表 吸収 太陽光 赤外 Y℃Y℃ X℃X℃ ① 大気層がもらうエネルギー ② 大気層が失うエネルギー ①＝② より、エネルギーバランスしている ! ！ 大気層のエネルギーバラン ス 地表面からの赤外 2 コ ＝２コ 下向き１コ ＋ 上向き１コ ＝２コ

15 再び、ナベに戻って。。。 湯 湯 フタのないナ ベ フタのあるナ ベ ② 赤外 ②のみで バランスしていない。 どんどん温度が下がる ② ① 赤外 赤外 ①＝② エネルギーが バランスしている 温度一定 吸収 X℃X℃

16 水蒸気による温室効果 水蒸気の層② 水蒸気の層① 水蒸気の層③ 太陽光 エネルギー 水面 エネルギーバランスを 考えると。。。 ②太陽光エネルギー 1 個 ①赤外線放射 1 個 ①＝②でバランス！！ ・水蒸気の層①ができると 赤外線放出 ・その結果 ① １本 ② 2 本 ①と②は等しくない バランスするためには 海面温度上昇！！ その結果①＝②でバランス！！ ・海水温度が上昇したので 蒸発量増加 → その結果、水蒸気の層 ② が できる。 → 赤外線放出 → 水蒸気層①が加熱され 赤外線放出 ・海水面での バランスを考えてみると ① ２本 ② ３本 バランスするために・・・ 海面温度がさらに上昇！ その結果 ① ３本 ② ３本 ①＝②でバランス！！ ・さらに海面温度が上昇 したので 蒸発量増加 → 水蒸気の層 ③ ができ赤外線放出 → 水蒸気の層②が赤外線吸収 して、温度上昇し、赤外線放出 → 水蒸気の層①が赤外線吸収 して、温度上昇し、赤外線放出 ・海水面での バランスを考えてみると ① ４本 ② ３本 バランスするには・・・ 海面温度さらに上昇！ その結果 ① ４本 ② ４本 ①＝②でバランス！！ 暴走温室効果

17 地表面 アイス・アルベドフィードバック効果 雪により 地表面での①の吸収率は下がる 当然、②は減る 寒くなる 太陽光エネルギー 赤外放射 いったん地球がほんのわずか寒くなると。。。 さらに寒くなったので … さらに、さらに寒くなったので … 反射 雪により 地表面での①の吸収率は下がる 当然、②は減る さらにさらに寒くなる 雪により 地表面での①の吸収率は下がる 当然、②は減る さらに、さらに、さらに寒くなる

18 地表面 アイス・アルベドフィードバック効果 温暖化により 地表面の雪が溶ける 当然、②は増える さらに暖かくなる 太陽光エネルギー 赤外放射 いったん地球がほんのわずか暖かくなると。。。 さらに暖かくなったので … さらに、さらに暖かくなったので … 太陽光エネルギー 赤外放射 反射減る → ①増える 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、さらに暖かくなる 反射減る → ①増える 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 Newton ムック 2005 地球大変動 pp.110

19 地表面 アイス・アルベドフィードバック効果 地表面 Newton ムック 2005 地球大変動 pp.110

20 エネルギー収 支 － 100 +51 +19 +70 宇宙 大気 地球 吸収 +16 +55 吸収 太陽放射エネルギー －4－4 － 51 － 19 +70 地球 大気 宇宙 赤外放射 +6 +20 雲による 反射 地表面 +4 反射 +6 空気反射 +3 雲の吸収 吸収 +138 地球放射（赤外線＆放 出） －7－7 顕熱 － 23 潜熱 － 144 赤外放射 大気による赤外放射 +64 +93 大気によ る 赤外放射 － 157 エアロゾ ル 太陽放射

21 地球のエネルギー収支 Trenberth et al 2009

22 地球の気候システム

23 が増えると、気温はどうなるかを考察？ 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？） 熱帯海上では 海水温上昇 海水温下降 日 射減る 日 射増える 蒸発多 蒸発少 雲多 雲少

24 水 （液体） 水 （気体） 水 （液体） 熱エネルギー 吸収 熱エネルギー 放出 蒸発が意味するもの 蒸発 凝結 熱を輸送

25 輸送 蒸発凝結 A君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。 熱が奪われ 手は冷える。 熱をもらいビール は加熱される。 ビー ル

26 熱の輸送 雲がない対流流れ 小 雲がある対流流れ ＋ 潜熱 大 中緯度赤道 雲 凝結（熱を出 す） 熱の輸送 海水温冷える 蒸発（熱を奪 う） 雲の効果その１

27 海面水温

28 降水量分布

29 雲量分布

30 太陽エネルギー分布

31 蒸発量分布

32 雲の凝結による熱の分布