光のスペクトル、CO2の分子特性を用いて地球温暖化のメカニズムを説明せ

質問

光のスペクトル、CO2の分子特性を用いて地球温暖化のメカニズムを説明せよ(必ず図面を用いる)
というレポートが出たのですが、CO2の分子特性について解説して頂けないでしょうか？
また、図面はどのようなものを使用すればいいのでしょうか？

回答No.2

coralseaco2

CO2の分子特性については1番の方が紹介したリンクの通りです。
　平たく言うと、N2、O2のような2原子分子は温室効果がありません。
温室効果があるのは、H20、CO2、CH4、N2O、O3やフロンのような3個以上の原子から構成されている物質です。
　光のスペクトルについては、下記の図の15度黒体放射が15度の地表から上向きに出る地球放射、大気放射が温室効果ガスが地球放射をそれぞれの特定の吸収波長で吸収した後に、地表に向けて吸収波長と同じ波長で再放射したものです。大気放射の積分値、すなわち面積の大きさが温室効果の大きさです。
http://www.asahi-net.or.jp/~rk7j-kndu/kenkyu/ke03.html　近藤純正先生のHPの図 3.5
http://www.rist.or.jp/atomica/data/pict/01/01080201/03.gif　熱収支図
　8～14μmの大気の窓領域にある黒体放射と大気放射の差の部分が温室効果ガスに吸収されずに地表からの放射が宇宙まで出て行く部分に相当します。晴天日の放射冷却はこの大気の窓領域からの地球放射によって生じます。大気の窓領域以外の水蒸気の吸収波長と炭酸ガスの吸収波長(15μm)では地球放射と大気放射は同じ値ですから、温室効果を既に100％発揮済で、これ以上に濃度を高くしても、地球放射を超える大気放射を出すことはできません。温室効果は飽和していて、これ以上大きくすることはできません。
　今後、濃度が高くなると温室効果が高くなる温室効果ガスは、大気の窓領域の中に吸収波長がある対流圏オゾンのみです。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%95%E3%82%A1%E3%82%A4%E3%83%AB:Atmospheric_Transmission_JA.png　大気通過後の放射スペクトル分布
　水蒸気、炭酸ガス、メタン、一酸化二窒素は吸収波長での温室効果が飽和(地球放射と大気放射が同じ値)しているために現状以上に濃度が高くなっても温室効果は高くなりません。
　温暖化炭酸ガス原因説は誤りで、根拠がない疑似科学です。
　1896年にアレニウスは炭酸ガス濃度が2倍になると気温が5～6度上昇すると主張しました。1865年に炭酸ガスが温室効果ガスであることを発見していたチンダルは実験で炭酸ガス濃度を２倍にしても炭酸ガスによる吸収が増えないことを明らかにしました。1900年頃には既に温暖化炭酸ガス原因説は論破されていたのです。

回答No.1

arist_watch

CO2，H20等のいわゆる温室効果ガスの分子構造による光吸収特性については以下の文献を参照してみて下さい。
http://www.warwickhughes.com/papers/barrett_ee05.pdf
http://www.frad.t.u-tokyo.ac.jp/~miyoshi/PhCh2008/docs/note/note01.pdf

太陽放射についてはありきたりですがwikiより引用
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%A4%AA%E9%99%BD%E6%94%BE%E5%B0%84

地表面と地球大気表面における太陽放射スペクトルの比較の部分が使えるでしょう。

で、ここで問題が生じます。
人為起源CO2は地球温暖化の主因物質であるか否か。

答えについては「否」なのです。そもそも赤外放射については既に水蒸気(H2O)で概ね飽和しており(Wikiの図でもおわかりになるかと)、CO2の与える影響は水蒸気の２割程度。そして、なんと人為起源CO2は極僅かなのです。
以下の気象庁のホームページに解説がありますが、その中の図2.1.2を見て下さい。その少なさに唖然とするでしょう。

http://www.data.kishou.go.jp/obs-env/cdrom/report/html/2_1.html

レポート提出を求めた先生が人為起源肯定派、否定派のどちらかによって、書きぶりを変える必要があるでしょうね。(ニヤリ)

お礼

回答ありがとうございます。
恐らく肯定派だったように記憶しているので、そのように書かせていただきました。