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2022/09/23

Co2は温室効果ガスってどんな感じ？

テーマ：地球温暖化対策について・・・「低炭素社会への転換」を語る(174)

カテゴリ：地球温暖化

今回も地球温暖化についての考察でございますよ

最初に書いておきますが私は地球温暖化の議論の科学的部分に対しては完全に肯定的です

人為的CO2排出しているCo2が原因、問題ということですが

正直いってCo2についてほとんど何も知識ありませんし
飛行機が飛んでる上空の大気についても知ってることなんてありません

今回はこのあたりの単純な疑問を解消できたらと思いましたよ

Co2は大気上空に溜まって温室効果ガスになっている？

肯定派の私はこれは事実だと認識していますが
それを補足する知識は全くないですな・・・・そんなんでよく事実だと言えるよね？

というわけで知識を補って説明できるくらいになってから
事実だと認識したいですな

Co2がたまっている大気上空は暖かいのか？

国立環境研究所のHPに答えがありましたので引用させてもらいますよ

大気の鉛直構造と気温の鉛直分布

このグラフを見ると上空って余裕で0°以下なんですね・・・
確かに山の頂上は寒いし
さらにその上なんて気体しかないし
0°で個体になる気体は水（水蒸気）だけか・・・

0°以下は普通に考えてもあり得ますな

Co2が固体になってるドライアイスって何度？

Co2が大気上空に溜まってるってことですけど
ちなみに何度で固体になるのかな？と一瞬思いますよね
水蒸気が雨や雪になって降ってくるみたいなことはCo2には起こらないわけですよね？
ドライアイスのwiki には
昇華温度: −78.5 ℃とあるのでそうすると
上のグラフのかなり上空の熱圏の高度約80kmあたりまで上じゃない限りは気体だということなのですな

ちなみにグラフの温度が高くなっている成層圏の上の部分が、いわゆるオゾン層ということですな
オゾン層というくらいですので本当に層のようにたまっているのでしょうな

熱圏、成層圏とはなに？

分かっているつもりでなにもわかってないことがここでも露呈しますな・・・
あまり深く追求してもきりがないので
これについては風に関する知識だけ学習しておきたいと思いますよ

高さ 10 km くらいまでが、雲や台風が起きて、空気が良く混ざっている対流圏

10－50 km は、空気が上下方向にあまり動かず、きれいな層状の構造をしている成層圏
50－90 kmは、対流圏と同じように空気が良く混ざるはずですが、詳しいことはよくわかっていない中間圏
90 km から上は、気温が高いので熱圏

ということですので
気体には重さの差がありますが
風に攪拌される形で
高さ10kmくらいまでは基本的にはどこでも濃度は均一ということになりますかね？

Co2は大気圏のどこにたまってる？

オゾン層の存在はグラフから成層圏にあると理解できましたが、知りたいのはCo2ですな
どこにたまってるのでしょうかね？
オゾン層のような温度が高い層は他にはないようですな・・・
この答えは名古屋大学太陽地球環境研究所が公開している「大気のてっぺん50のなぜ」という資料に以下の記述がありましたよ
「大気の成分は窒素分子と酸素分子がほとんどで、
その割合は窒素分子が 80 パーセント、
酸素分子が 20 パーセント。
この成分は高さが 90 km の中間圏の上端くらいまでは同じです」

なるほど、そういうことなのですな！
層になってかたまって溜まってるということではなさそうですな！

90kmからさらに上空はどうなっているのかについても説明されていましたよ

さらに 500 km より上ではヘリウムが、
その上では水素原子が主成分になります。
水素原子の重さを 1 とすると、ヘリウムは 4、酸素原子は 16、酸素分子が 32、窒素分子が28。
つまり、地球の空気は、重いものほど下の方に沈んでいるということです。

なるほど、500 km より上では気体の重さの違いで並ぶのですな
ということは風も存在しないということなのでしょうかね？

しかしこれでもまだ肝心のCo2の説明がないようですな
というわけでさらに調べてみると…

温室効果気体（二酸化炭素など）の大気中濃度が増えて問題となっていますが、他の気体の濃度は一定なのですか？それはなぜ？

地球の大気の99.9%は窒素（78%）、酸素（21%）、アルゴン（0.93%）で占められていて、これらの濃度は高度約100kmまでは地球上のどこへ行っても一定です。

残りの0.1%が微量気体と呼ばれ、
水蒸気、二酸化炭素などの温室効果気体、フロンなどの
オゾン層破壊物質、窒素酸化物などの大気汚染物質などが含まれますが、

微量気体の濃度は時間的・空間的に一定とは限りません。

また二酸化炭素の平均寿命は約4年と短いので、
季節による変動や、陸上と海上、
北半球（先進工業国が多く存在する）と南半球で

濃度に違いがあることがわかっています。

なるほどCo2は濃度は一定というわけではないのですな
確かに中国の内陸部とアマゾン熱帯雨林では違うでしょうな

ただ地球温暖化の問題は本質的には排出量の抑制が問題なのであって
特定の場所の濃度がどうという話は本質的でなく無意味かなと思いますな

Co2濃度４00ppm (0.04%)ってどんな感じ？

地球温暖化否定論者がこれ見よがしに指摘するCo2濃度 0.04%ですが
これについても考えてみましょう

まず0.04%という割合をイメージしてみましょう

水に例えると・・・
1ｍ³(1000,000cm³)の体積の水の中に400cm³(=400mリットル=7.4cm*7.4cm*7.4cm)
の別の液体が混ざっている
そんな感じかな？

あくまでイメージですが
一般的な家庭の浴槽は200～400リットル程度みたいですので
浴槽5～2.5杯分の水に別の液体がペットボトル1本弱混ざていると・・・

0.04%って数字の印象よりは多い量のような気が・・・・

とはいえ0.04%ですからすごく薄い濃度だというのは事実ですな

ただし大気圏10km 先までこの濃度で広がっているのがCo2ですな
そしてずっと気体のまま存在しているというわけですな

Co2が吸収するのは地表から出ている赤外線ですので

赤外線は光の１っ種でございますので
その波長が大気中のCo2に衝突すれば吸収されるというイメージで考えてみますよ

網目の大きい網が上空10kmまで一定間隔で何層も設置してあるところに
地表から空に向かって赤外線ボールを投げて網に当たるどうか？
そんな感じでしょうかね？

数学的な確率の問題として考えることができそうな感じですが
やっぱり網目の大きさ（Co2濃度）の微妙に変化は
ボールが当たるかどうかの確率に影響することは明らかですな

実際には濃度の上昇率は毎年0.5%程度なわけですので
赤外線が吸収されて気温の上昇する傾向もとても小さいものですな

ちなみに残りの大気の大部分99.96%を占めているのは、窒素、酸素、アルゴンですな

酸素や窒素は温室効果ガスじゃないですな

つまり

水蒸気以外の地球を暖めている働き者の中で最大派閥がCo2

ということですな
ほかの大多数は何も働かないただのボンクラーズなわけですな

ちなみにメタンも温室効果ガスの働き者ですが
メタンの濃度は1889ppb ですな
ppbってどんな単位？とまた疑問ですが・・・

1ppb(1m³中の1mm³)

と話にならないほど少ないですな

温室効果が一番高いのはCo2ではなくて水蒸気では？

その通りです

でも水蒸気とCo2とどっちがトータル的に働き者なんでしょうか？
これはちょっとまた別の記事として調べたいと思いますよ

地球の気温についてよく言われている例は
火星と金星ですな
地球が生物が住める快適な気温なのは
水蒸気とCo2がいい感じだったんでしょうな

どちらも生物には必要なものですが
温室効果ガスとしての影響はそれぞれどんな感じなのでしょうかね？

Co2は吸収されている？

大気中のCo2の存在の状況がよくわかったので
吸収されるということ自体は事実として理解できますな

海洋の表面付近で波が空気と混ざる形で海水の中に溶け込んだら
海水中で光合成している生物が吸収するでしょうし

当然地表の植物も吸収しますな

Co2濃度は特別な要因がなければ（現在の人為的Co2排出はまさに特別な要因ですな）
地球全体では一定のバランスが保たれているでしょうから
つまり排出とおなじ分、吸収されているのでしょうな
これを炭素循環と言うようですな
それを図化したものが NTT宇宙環境エネルギー研究所のHPにありましたのでリンクを貼っておきますよ

炭素循環とは？温室効果ガスとの関連や窒素循環との違いも解説 | 地球の未来を宇宙から考えるメディア Beyond Our Planet

Co2吸収してビジネスになるそうだけど排出しているCo2を吸収して意味ある？

いや大気上空に溜まっちゃってるCo2を吸収しなきゃ全然意味ないんじゃない？
とか疑問だったんですけどね・・・

ここまで知識があればこの疑問には自分で考えることができますな

地表付近で人類ががんばってCo2吸収することは
地球全体の温室効果ガスの削減につながりますな

問題はその量をどれだけ増やせるのか？ですな

化石燃料を燃焼させて発生するCo2を
すべて吸収できるくらいの技術が生まれれば
かなり地球温暖化の解決につながりそうですな

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