地球温暖化

質問

地球温暖化について教えてください

回答No.2

coralseaco2

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たチンダルが、1900年頃に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、温暖化炭酸ガス原因説を既に論破しています。
当時の炭酸ガス濃度でも既に炭酸ガスによる赤外線の吸収は飽和していて、それ以上に濃度を高めても吸収は増えず、温室効果も高まらないということです。

温暖化炭酸ガス原因説では、炭酸ガスには温室効果があり、現状よりも濃度が高くなると、炭酸ガスによる地表からの放射の吸収が増えて、地球から宇宙に出て行く放射が減少するから、温度が上昇すると説明されています。
　しかし、炭酸ガスに温室効果がある所までは合っていますが、その後の部分は間違っています。炭酸ガスは、地表からの地球放射のうち、吸収可能な波長15μmの赤外線をものすごく強く吸収します。わずか1mで9割以上、5mで98.4%、10mでは100%吸収します。
http://www.sundogpublishing.com/fig9-13.pdf　1mの空気柱の赤外線吸収率(Petty)
　現在の炭酸ガス濃度は390ppmですから、わずか百分の1の3.9ppmしかなくても、波長15μmの地球放射は1000mの高さまでで全部吸収されてしまいます。ということは、温室効果の大きさはゼロと3.9ppmの間には明らかな差がありますが、3.9ppmと産業革命前の濃度280ppmとの間、280ppmと現在の390ppmの間、390ppmと2倍の780ppmの間に温室効果の差はありません。

実際に炭酸ガスが吸収できる15μmの波長では、地球放射と同じ大きさの大気放射が観測されていて、地表から上向きに出た地球放射はすべて炭酸ガスに吸収され、周囲の空気を暖めることなく、再放射されて大気放射として地表に戻っています。
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.aist.go.jp/ETL/jp/results/bulletin/pdf/62-6/nishimoto72.pdf　大気放射スペクトル測定例

15μmの波長では炭酸ガスに吸収されずに宇宙まで出て行っている地球放射は全くありませんから、炭酸ガスの濃度が高くなっても、炭酸ガスによる吸収は増えませんし、温室効果も増しません。炭酸ガスはすでに温室効果を100%発揮済みであり、これ以上の温室効果は発揮できません。
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　水蒸気と炭酸ガスの吸収波長の地球放射は全て吸収されてしまうため、宇宙まで出て行けない。地表からの地球放射のうち、宇宙まで出て行き、放射冷却を生じるのは、どの温室効果ガスにも吸収されない大気の窓領域の波長の部分のみ。

炭酸ガスよりもはるかに広い吸収波長域を持つ水蒸気も吸収可能な波長の赤外線を全て吸収し、同じ大きさの大気放射として地表に戻していますから、現在以上に水蒸気濃度が高くなっても、温室効果は増大しません。
平たく言うと、15μmの炭酸ガスの吸収波長と水蒸気の吸収波長域では、地表からの地球放射と大気から地表に向かう大気放射が同じ値であるため、放射冷却は全く生じません。
大気の窓領域の放射をふさいだ場合（対流圏オゾンの増加）のみ、温室効果が増大します。

炭酸ガス濃度が増すと、15μｍの吸収波長域が長波長側と短波長側に広がるから、温室効果が高まるとの主張（地球温暖化懐疑論批判、地球温暖化懐疑論へのコメントVer.3）がありますが、それは水蒸気が存在しない架空の世界での話で、実際の空気には炭酸ガスの50倍近い水蒸気が含まれていて、広がるはずの波長域と吸収波長が重なっています。従って、広がるはずの波長域は水蒸気によって既に吸収されてしまっていますから、炭酸ガス濃度が増しても温室効果は高まりません。
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

炭酸ガスに一度吸収された地球放射は半分が上向きに再放射され、炭酸ガス濃度が増すと、吸収と再放射を繰り返して宇宙へ出て行く距離が増すから温室効果が高まるとの主張がありますが、地表では15μｍについて上向き地球放射と同じ大きさの下向き大気放射が観測されています。
従って、炭酸ガスが吸収して上向きに再放射した分は吸収と再放射を繰り返し、結局、全部下向きになって地表に戻ったことになります。15μｍの地球放射と大気放射の差引はゼロで、宇宙に出て行く放射はありませんから、上記の主張は誤りであることがわかります。
熱収支図でも大気の窓領域から直接宇宙に出る放射40を除く地球放射350　のうち、半分の175を圧倒的に超える324が地表に大気放射として戻っていますから、水蒸気と炭酸ガスの両方の温室効果の場合でも、水蒸気と炭酸ガスによる地球放射の吸収後の再放射の半分が上向きで吸収と再放射を繰り返しながら宇宙に出て行くというストーリーが誤りであるのは明らかです。
350と324の差の26は大気の窓領域の放射が曇天時などに黒体としてふるまう雲に吸収されて雲を暖め、地表に戻らずに雲の上面から宇宙に向けて黒体放射した分と考えられます。
大気の窓領域関係分の40＋26は水蒸気も炭酸ガスも吸収できない波長ですから、水蒸気と炭酸ガスの濃度が高くなっても数値は変化しません。
熱収支図で見ても炭酸ガス濃度の上昇や水蒸気濃度の上昇によって数値が変化する箇所はなく、温室効果が増大する余地はありません。
http://www.rist.or.jp/atomica/data/pict/01/01080201/03.gif

　成層圏のような低温低圧の高空は未飽和だから、炭酸ガス濃度が増すと、温室効果が高まるという説がありますが、人工衛星からの観測では炭酸ガスが吸収可能な波長15μｍ(波数670/cm)について、気温－53度(220K)の成層圏下部からの放射をとらえています。
0.1気圧では、わずか１ｍの空気柱でみると吸収は未飽和でも、実際の成層圏下部の厚みははるかに大きく、数十ｍ、数百ｍの空気柱で考えると、吸収は飽和していますから、炭酸ガス濃度が高くなっても、温室効果は高まりません。
また、地表からの15μｍの地球放射は高さ10ｍ未満で全て炭酸ガスに吸収されていて、成層圏下部まで届いている15μｍの地球放射は存在しません。成層圏下部は炭酸ガスが赤外線を吸収する所ではなくて、－53度の空気に含まれる炭酸ガスが15μmの赤外線を放射する所です。
http://www.warwickhughes.com/papers/barrett_ee05.pdf
http://www.sundogpublishing.com/fig9-13.pdf　1mの空気柱、0.1気圧での炭酸ガスによる赤外線の吸収スペクトル
http://www.s-yamaga.jp/nanimono/taikitoumi/taikitotaiyoenergy.htm 太陽スペクトルと大気の吸収の図　炭酸ガスは高度11kmでも15μmの吸収率100%

過去100年で世界の平均気温は0.7度上昇しました。温暖化は1900年代後半の、8000年ぶりという極めて活発な太陽活動による自然現象です。過去400年で見ても1900年代後半の太陽活動は最も活発です。太陽活動の気温への影響のタイムラグ（時間的遅れ）は15年位であり、太陽活動の低下の影響は2015年頃から出てきます。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%A4%AA%E9%99%BD%E5%A4%89%E5%8B%95　太陽変動　
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%95%E3%82%A1%E3%82%A4%E3%83%AB:Sunspot_Numbers.png　400年間の太陽黒点数の推移

20世紀の太陽活動の変化による光の強さの変化は0.2％ですが、0.3度前後の温度上昇をもたらします。過去100年の温度上昇は0.7度ですから、これだけでも半分近くを占めます。
http://www.nistep.go.jp/achiev/ftx/jpn/mat009j/pdf/mat009j.pdf　元気象研究所所長　柳原一夫氏の報告
http://akumanosasayaki.blog.shinobi.jp/Entry/37　
http://www.envi.osakafu-u.ac.jp/atmenv/aono/CliHis.html
太陽活動が不活発だった極小期はいずれも寒冷な気候となり、京都のヤマザクラの開花が遅れていることからも、太陽活動と気温の密接な関係がうかがわれます。

http://www.mission-k.net/globalwarming/cosmicray/cosmicray.html　
オマーンのモンスーン(降水量の指標)と太陽活動に非常に密接な相関