典型的な間違った図

温室効果の物理をエネルギーバ ランスを用いて正しく理解する

三重大学・大学院生物資源学研究科 共生環境学専攻

地球環境気候学研究室 教授　立花義裕

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

課題

•

間違いを指摘し、２）正しい解説に直せ。

•

ところが、温室効果ガスが増えると、地球から宇宙 に放出されるはずの熱エネルギーが、温室効果ガス に遮られて、熱が宇宙に逃げられなくなる。従って

、太陽からやってくる光エネルギーと地球から宇宙 へ逃げる熱エネルギーの量のバランスが崩れ、結果 として熱がどんどん溜まっていき、地球は温暖化し ていく。これを温室効果という。

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

部屋の温度は

どのように決まっているのか？

• 1

00

• 2

00

• 3

00

• 4

00

室温１５℃ 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

地球にあてはめてみよう！！

•

• 1900

• 1930

• 1960

• 1990

co 2

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

赤外線　：全ての物質からはその温度にほ 　　　　　　　比例して赤外線が放出されぼ　

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

50

お好み焼き屋 　さんの鉄板

200

熱く感じる

50

熱く感じナ イ

手 手

赤外線　大 赤外線　小

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。

① ②

エネルギー赤外線

エネルギー太陽光

地表面

co 2

• 2100

X℃

• 2101

X℃

• 2102

X℃

• 2103

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！！

co 2

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。

エネルギーバランスを考えよう

！

①

② ①

co

地表

吸収

太陽光 赤外

赤外

Y

℃

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

太陽　１ コ コ

②

赤外線　：全ての物質からはその温度にほ 　　　　　　　比例して赤外線が放出されぼ　

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

50

お好み焼き屋 　さんの鉄板

200

熱く感じる

50

熱く感じナ イ

手 手

赤外線　大 赤外線　小

エネルギーバランスを考えよう

！

①

② ①

②

co

地表

吸収

太陽光 赤外

赤外

Y

℃

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

太陽　１ コ コ

温度が 2 倍　あればよい！！

エネルギーバランスを考えよう

！

①

② ①

②

co

地表

吸収

太陽光 赤外

赤外

Y

℃

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

co ²

₂

co 2

co

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

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

℃