科学の問題

質問

図は太陽の表面温度6000Kと地球の表面温度255Kにおける黒体放射のスペクトルと、大気における電磁波の吸収スペクトルを示したものである。この図をもとに、温室効果と、それに大きく寄与する気体の種類について説明せよ。

回答No.2

coralseaco2 · ベストアンサー

示されている図は不鮮明です。下記が同じ図のリンクで、これについて説明します。
http://www.s-yamaga.jp/nanimono/taikitoumi/taikitotaiyoenergy.htm

6000Kの太陽放射は水蒸気やオゾン、炭酸ガスなどに吸収され、また、雲や地表の雪氷で反射されて、およそ半分が地表に達して、地表を暖めます。地表は接する空気を暖め（顕熱・対流）、水分を蒸発させ（潜熱・蒸発散）、赤外線（地球放射）を放射することによって、太陽から受けた熱と同じ大きさの熱を放出します。
http://www.rist.or.jp/atomica/data/pict/01/01080201/03.gif

黒体放射スペクトルの波長域にある程度の赤外線吸収率がある気体は地表からの地球放射を吸収して、周囲の空気を暖めることなく、同じ波長の大気放射を地表に向けて出しますから、温室効果があります。
温室効果の大きさは黒体放射スペクトルの赤外線について、吸収波長域が広いほど、また、吸収率が高いほど大きくなります。また、黒体放射のピークに近い所に吸収波長がある気体は温室効果が大きくなります。

温室効果への寄与が大きい気体は黒体放射の波長での赤外線吸収率が高い水蒸気、炭酸ガス、オゾン、メタン、一酸化二窒素です。
なお、合計の効果で吸収率が100％に達している波長では、温室効果ガスは吸収した地表からの黒体放射と同じ大きさの大気放射を地表に向けて出していますから、宇宙まで出て行く黒体放射は存在せず、現在以上に温室効果ガスの濃度が高くなっても温室効果は現在以上には高くなりません。
http://www.asahi-net.or.jp/~rk7j-kndu/kisho/kisho34.html　近藤純正先生のHP
図34.6　大気放射スペクトルの例

一方、オゾン以外のどの温室効果ガスにも吸収されない波長8～14μmの大気の窓領域の波長では、地表からの黒体放射が宇宙まで出て行きますから、放射冷却が生じます。
対流圏のオゾンの濃度が高くなった場合、オゾンは波長8～14μmの大気の窓領域の中に吸収波長（9.6μm）がありますから、温室効果が高まって、放射冷却が小さくなります。

個別の温室効果ガスごとの吸収波長とその吸収の大きさは下記のリンクで詳しく示されています。温室効果への寄与は水蒸気と炭酸ガスでほとんどを占めていることがわかります。
また、水蒸気、炭酸ガス（吸収波長15μm）、メタン（吸収波長7.6μm）、一酸化二窒素（吸収波長7.8μm）はいずれも大気の窓領域（8～14μm）からはずれていて、各温室効果ガスの合計の効果としては、既に温室効果を100％発揮済みであり、現在以上に濃度が高くなっても温室効果は高くなりません。現時点で実質的に温室効果が問題となるガスは対流圏オゾンだけです。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%95%E3%82%A1%E3%82%A4%E3%83%AB:Atmospheric_Transmission_JA.png
http://www.sundogpublishing.com/fig7-6.pdf

お礼

回答有難うございます。
わざわざ図を探して頂いて感謝です。

回答No.1

noname#142850

無理。

お礼

ですよねー。
回答有難うございます。