- ベストアンサー
CO2の温室効果のメカニズム
- みんなの回答 (4)
- 専門家の回答
質問者が選んだベストアンサー
みなさんが温室効果のシステムをかかれていますので、 CO2がなぜ赤外光を吸収するのか、という事についてだけ書いておきます。 分子が光(などのエネルギー)を受け取ることによって、励起する事は ご存じですよね。 しかし、それはどんなエネルギーでも良いわけではなくて、 励起するのと同じ大きさのエネルギーでないといけません。 つまり、始めのエネルギー状態から遷移した後のエネルギー準位に移るのに 必要なエネルギーということです。 この温室効果の原因は、CO2の「振動状態」の励起に必要なエネルギーが、 丁度赤外領域にあることなのです。 つまり、赤外線を吸収することによって、振動準位があがってしまうのです。 熱とは分子の振動であると言うことはご存じですよね。 つまり、より激しい振動をしているわけですから、この時点で熱に変換されているんです。 また、このCO2はもちろん赤外線の放出により、また基底状態に戻ることもあるでしょう。 この再び放出された赤外線は、みなさんが書かれているように再吸収・宇宙空間への 放射となります。 また、基底状態に戻らず、別の振動準位にだんだん移って行くことも考えられますが。 以上のことは、CO2に限らず、赤外線を吸収する気体分子全てに当てはまります。 ですから、地球温暖化をくい止めるためにはCO2だけでなく、フロンやメタンなど 大気中に大量に放出されている温室効果ガスも考えなくてはいけませんよね。
その他の回答 (3)
- kohichi
- ベストアンサー率23% (11/47)
19san さんの考えているので正解だと思います。 どういう理由で赤外線を吸収しやすいのかというのは忘れましたが、とにかく赤外線を吸収して励起状態にあがります。 光を受けて励起状態にエネルギー準位をあげるということは結構いろいろなものにつかわれています。太陽電池とか。 それで、赤外線がなくなると、その高いエネルギー準位(励起してるということ)から元の状態(基底)のもどりますね。その時に 高いエネルギーから低いエネルギーへの差のエネルギーがどこに行くかというと それが熱になるのです。 つまり、赤外線→熱 にかわったということになります 夜光塗料なんかは、光が当たって励起状態になり 暗いところで基底状態に戻るときに その差のエネルギーを熱ではなく、光(燐光か蛍光)としてだすので、暗いところでも見えるのです。 ちなみに、空気のIRスペクトルを測定すると、赤外にすごい吸収が観測でき、二酸化炭素の赤外吸収が明確に確認できます。
お礼
私の考えはおおむね正しかったのですね。 回答ありがとうございました。
- rei00
- ベストアンサー率50% (1133/2260)
岐阜県 健康福祉環境部 環境政策課の「エコメディアぎふ」というペ-ジ(参考 URL)の「環境散歩道」に「地球温暖化」という項があります。ここの「4 温室効果のしくみは?」を御覧下さい。 太陽から地球に降り注ぐ光(太陽放射)は大気中のガスに吸収される事無く,その多くが地表面に吸収され,地表を暖めます。 地表は温められて温度が上がりますが,赤外放射による熱を宇宙へ向けて放出して冷えていきます。 この赤外放射の一部は,大気中の二酸化炭素,メタン,亜酸化窒素,フロン,水蒸気などに吸収されます。 これらのガスは,吸収した熱の一部をすべての方向に向かって再び放射します。そのため,本来宇宙に逃げるはずの熱が,一部下方(地表)へ向かって放射される事になり,その分地表が温められます。 という事のようです。
お礼
回答ありがとうございました。 しかし私が聞きたかったのはCO2の状態に関する事だったのです。
温室効果ガスによる温室効果がおきるのは、太陽から地球に届く赤外線と、一旦地球に届いて地面などから輻射される赤外線の波長が異なり、前者は温室効果ガスの層を透過するのに対し、後者が温室効果ガスの層で反射や滞留が起こるためではなかったでしょうか?
関連するQ&A
- 温室効果のメカニズム
温室効果のメカニズムを教えてください。 温室効果ガスが赤外線を吸収して地表に再放射するという説明がよくなされていますが、そのような大雑把な説明ではなく、どのように赤外線を吸収し、再放射するのか科学的な説明を教えてください。あと、どうして温室効果ガスだけが赤外線を吸収するのかも教えてくださると幸いです。 よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 自然環境・エネルギー
- CO2の温室効果の実験を見たい
要するに地上の実験室でその効果を見せてもらう事が出来ないかと言う質問です。 最初、温暖化のプロセスをイラストでくどい程テレビや色々なサイトで説明された。 しかし所詮イラストはイラストでしかない。 CO2が実際どの様に赤外線を吸収、再放射するのか今一つ納得の行く形で示さ れていません。 専門ではないけどCO2がどれ位温室効果があるか室内実験で呈示出来そうに思う のですがその様な実験をした事はあるのでしょうか? 又その様なサイトがあれば教えてください。
- ベストアンサー
- 環境学・生態学
- 温室効果ガスの原理が解らないです。
地球温暖化の原因の一つとして二酸化炭素などの温室効果ガスが増加してるということですが、二酸化炭素やメタンになぜ温室効果があるのでしょうか? 大気の温度は太陽から受ける熱と地球自体の熱で上昇し、また地球から宇宙に放出する熱で均衡が保てるのですよね。 で、太陽からの熱も地球から放出する熱も宇宙空間は真空ですから熱伝導でなく赤外線という光によるものと思いますが、二酸化炭素は無色透明なので赤外線はそのまま通過して吸収できないと思いますが、どういう原理で二酸化炭素は熱を溜め込み温暖化になるのでしょうか。
- 締切済み
- 自然環境・エネルギー
- 温室効果の詳しい説明
温室効果の詳しい説明 太陽からの可視光線が地球に届き地表面がそれを吸収すると赤外線を放出するが二酸化炭素などの温室効果ガスの影響で赤外線の一部閉がじこもってしまい気温が上昇する。といったようなざっくりしたような説明でなくもっと詳しいメカニズムを教えてください。波長の長さとかエネルギー収支とかそういったことがかかわっているのでしょうか?
- ベストアンサー
- 地学
- 共鳴光散乱と蛍光の違いについて
どちらも基底状態と励起状態のエネルギー差に対応する光の波長(エネルギー)のときに、試料が光を吸収し、基底状態に戻る際に放出する光を測定しているというのは、なんとなく分かるのですが、これらの具体的な違いが分かりません。 あと、共鳴光散乱と蛍光の感度に違いはあるのでしょうか?また、どちらの方が良いのでしょうか? よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 化学
- CO2による地球温暖化について
等核2原子分子以外は、たいていの分子が 赤外線を吸収するのになぜ、CO2だけが 悪者にされているのでしょうか。 水蒸気、メタン、オゾンなども赤外線を 吸収し温暖化に関係します。 おそらく、こちらのほうが 温暖化の寄与は大きいでしょう。 原発建設と人口削減のために CO2削減を言っているとしか 思えないのですが。 また、原発はたとえ事故を起こさなくても 廃熱を大量に海に流しているので 原発も、地球温暖化を起こしていると 思うのですが。(もちろん火力発電所も)
- ベストアンサー
- 環境学・生態学
- 基底状態と励起状態について
基底状態にエネルギーを与えて、励起状態になる過程で回転や振動のような運動が起こるのでしょうか。それとも、励起状態からエネルギーを放出し、基底状態に戻る過程で回転や振動のような運動がおこるのでしょうか。
- ベストアンサー
- 化学
- 励起状態への遷移について
レーザー媒質が励起状態から自然放出によって基底状態にもどる原子の様子はexp(-t/τ)の形になりますが、逆に吸収によって励起される場合(励起強度Pをt<0でP=0、t>=0でP=P0とする)、その遷移過程は同じくexpの形になるのですか。
- 締切済み
- 物理学
お礼
回答ありがとうございました。 こんなに詳しい説明が来るとは思ってもみませんでした。 大変参考になりました。